Замечания о развитии импульса в поперечном к оси резонатора направлении.

Неравномерное по поперечному сечению активного элемента распределение начальной плотности инверсной заселенности приводит к тому, что процесс генерации имеет определенное развитие в поперечном к оси резонатора направлении. При более высокой начальной инверсии в приосевой области активного элемента генерация начинается вблизи оси и в течение некоторого времени распространяется вширь, охватывая в конечном счете весь объем активного элемента, заполненный возбуждаемыми в резонаторе модами. Гигантский импульс может рассматриваться как сумма импульсов, высвечиваемых разными областями поперечного сечения активного элемента; эти импульсы сдвинуты по времени, каждый из них имеет длительность, меньшую длительности всего гигантского импульса. Это хорошо иллюстрирует рис. 3.36 [29]. Изображенная в верхней половине рисунка тонкая структура гигантского импульса рубинового лазера (с мгновенным включением добротности) содержит три импульса: 1 — импульс, высвечиваемый центральной областью торца активного элемента (радиус области 0,5а, где а — радиус всей светящейся области торца), 2 и 3 — импульсы, высвечиваемые кольцевыми областями торца (радиусы колец: 0,5а, 0,75а; 0,75а, а). В нижней половине рисунка приведена кривая где — радиус области генераций в момент

На линейном этапе развития генерации происходит установление генерации в приосевой области активного элемента; в течение нелинейного этапа генерация развивается в поперечном направлении. При увеличении коэффициента усиления активной среды и уменьшении апертуры длительность процесса «растекания» генерации по поперечному сечению активного элемента уменьшается.

Существенное сокращение длительности этого процесса имеет место в лазерах с неустойчивыми резонаторами, специфика которых предопределяет быстрое развитие генерации от оси активного элемента к периферии. На рис. 3.37 приведена тонкая структура гигантского импульса рубинового лазера с неустойчивым резонатором [99]. Здесь 1 — импульс, формируемый в приосевой области (радиуса 0,5 а), 2 — импульс, формируемый в остальном объеме активного элемента. В случае, изображенном на рисунке, можно фактически говорить об одновременном выходе в генерацию всего поперечного сечения активного элемента (импульс 2 запаздывает по отношению к импульсу 1 всего на 1 нс).