Длительность и форма гигантского импульса.

Основная часть энергии импульса высвечивается, как уже отмечалось, на этапе нелинейного развития генерации; поэтому под длительностью импульса понимают длительность указанного этапа. Для оценки величины поделим энергию импульса на его пиковую мощность :

Представим согласно (3.6.35) в виде

а Ргаах согласно (3.6.26) и (3.6.29) в виде

Поделив (3.6.37) на (3.6.38), получим

Учитывая, что находим окончательно

Рассмотрим численный пример: . В этом случае получаем нс.

Пренебрежем величиной по сравнению с и перепишем выражение (3.6.39) в виде

или с учетом того, что в виде

где Сравнивая (3.6.41) с (3.6.30), обнаруживаем, что пиковая мощность импульса и обратная величина его длительности одинаково зависят от добротности Длительность импульса достигает минимума при том же значении добротности, при котором оказывается максимальной пиковая мощность импульса (т. е. при ). Отсюда следует, что уменьшение пиковой мощности гигантского импульса при возрастании добротности в области связано с удлинением импульса.

На рис. 3.32 показана определяемая соотношением (3.6.40) зависимость длительности гигантского импульса

Рис. 3.32

Рис. 3.33

от величины . В области А удлинение импульса с уменьшением объясняется замедлением увеличения числа фотонов в резонаторе при приближении к порогу генерации, что приводит к увеличению времени нарастания импульса. В области В удлинение импульса с увеличением объясняется удлинением спада импульса при уменьшении потерь.

Легко видеть, что с ростом неизбежно изменяется форма импульса. Действительно, с увеличением происходит сокращение времени нарастания импульса, тогда как время спада при достаточно больших должно удлиняться. Если при малых гигантский импульс имеет приблизительно симметричную форму, то при возрастании неизбежен переход к резко несимметричной форме, когда время нарастания импульса оказывается заметно меньше времени его спада. Это хорошо видно на рис. 3.33, где приведена полученная при помощи ЭВМ форма гигантского импульса для трех разных значений [97]. В качестве нулевого на рисунке выбран момент времени, соответствующий всякий раз пиковой мощности импульса.