5.4.2. Пичковый режим многомодовых лазеров

Проведенное до сих пор рассмотрение применимо только в случае одномодовой генерации, и здесь, как оказалось, экспериментальные данные находятся в хорошем согласии с представленными выше результатами теории. В действительности же одномодовый режим генерации не всегда просто реализовать, в частности когда ширина линии лазерного перехода значительно больше межмодового расстояния (что имеет место, например, в твердотельных и жидкостных лазерах). Теоретическое рассмотрение многомодового режима генерации оказывается намного сложнее. В этом случае недостаточно просто определить

полное число фотонов, просуммированное по всем генерируемым модам. Действительно, чтобы учесть временную и пространственную интерференцию мод, необходимо записать столько уравнений для электрических полей электромагнитных волн (как для амплитуд, так и для фаз), сколько генерируется мод. В этом случае временная зависимость выходного излучения не является столь простой, как на рис. 5.24. В твердотельных лазерах обычно наблюдается временная зависимость, показанная на рис. 5.25. Можно видеть, что выходное излучение представляет собой нерегулярных во времени импульсов со случайными амплитудами (нерегулярные пички). Кроме того, генерация не переходит в нестационарный режим, как на рис. 5.24. Такое поведение объясняется тем, что при переходе от одного пичка к другому или от одного цуга пичков к другому происходит изменение генерируемых мод. Данное явление называется «перескоком мод». В этом случае выходная мощность лазерного излучения не является регулярной и воспроизводимой во времени.

Рис. 5.25. Типичная временная зависимость выходного излучения многомодового твердотельного лазера. В этом случае представлено выходное излучение рубинового лазера, а одно деление на шкале времени соответствует