Пленочные РОС-лазеры.

Одним из важных элементов, используемых в интегральной оптике, является пленочный лазер. Активный элемент такого лазера представляет собой тонкую активированную пленку. Очевидно, что в пленочном лазере нельзя использовать резонатор с отражающими зеркалами. В этом случае обычно применяют распределенную обратную связь.

В качестве активной пленки в пленочных РОС-лазерах сравнительно часто используют пленку желатины, в которой растворен активатор, например родамин Пример такого лазера представлен на рис. 2.101 [85]. Здесь 1 — пленка желатины с родамином , 2 — подложка с гофрированной поверхностью , 3 — излучение накачки (вторая гармоника неодимового лазера, мкм), 4 — призма для вывода из пленки генерируемого излучения, 5 — выходное излучение. Распределенная обратная связь обеспечивается в данном случае периодическим изменением толщины активной пленки, обусловленным наличием гофрированной поверхности подложки. Гофрирование поверхности подложки производится химическим травлением через маску, полученную фотолитографическим способом.

Интересен способ пространственной модуляции коэффициента усиления активной пленки за счет периодического изменения интенсивности когерентной оптической накачки вдоль оптической оси. Для этого можно воспользоваться, например, схемой накачки, изображенной на

Рис. 2.102

Рис. 2.103

рис. 2.102, а. Здесь 1 — коллимированный световой пучок от лазера, используемого для накачки, 2 — светоделительная пластинка, 3 — полностью отражающие зеркала, 4 — накачиваемая активная пленка. На поверхность пленки падают два когерентных световых пучка (угол между направлениями распространения пучков есть ). В результате на поверхности пленки возникает картина интерференционных плос с периодом

где — длина волны излучения, используемого для накачки пленки. Периодическое изменение освещенности поверхности пленки приводит к соответствующей пространственной модуляции ее коэффициента усиления.

Варьируя взаимное расположение зеркал 3 и пленки 4 в схеме на рис. 2.102, а, можно плавно изменять величину угла а следовательно, и период модуляции А (см. (2.15.28)). Поскольку длина волны генерации пленочного РОС-лазера определяется периодом модуляции А (см. (2.15.27)), то тем самым можно осуществлять плавную перестройку длины волны излучения, генерируемого таким лазером.

На рис. 2.102, б показана еще одна схема пространственной модуляции коэффициента усиления активной пленки на основе использования интерференции световых пучков, освещающих пленку. Здесь 1 — призма, 2 — иммерсионная

пленка, 3 — активная пленка. Применение в данной схеме призмы позволяет в раз уменьшить период модуляции по сравнению со схемой, показанной на рис. 2.102, а показатель преломления призмы).

Возможность плавной перестройки частоты генерации (на основе управления параметрами периодической структуры) — не единственное преимущество РОС-лазеров. Осуществление фактора избирательности для фотонных состояний по всей длине активной среды вполне закономерно приводит к высоким спектральным и пространственным характеристикам генерируемого излучения. Известно, что уже сейчас РОС-лазеры заметно превосходят по этим характеристикам обычные (резонаторные) лазеры на аналогичных активных средах.