ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Резонаторы с термооптически возмущенным активным элементом из "Лазерные резонаторы " Анализируя характер термооптических искажений АЭ под действием накачки, мы пришли к выводу, что в первом приближении их можно представить в виде идеальной термической линзы, оптическая сила которой меняется при изменении накачки. В этом параграфе исследуем, как меняются свойства резонатора, содержащего ТЛ, при изменении мощности накачки, что эквивалентно исследованию резонатора, содержащего лиизу с изменяющейся оптической силой. Данный анализ позволит выявить оптимальные виды резонаторов твердотельных лазеров и создать основу для последующего построения алгоритмов их расчета. [c.198] Чтобы проанализировать с единых позиций резонаторы как устойчивой, так и неустойчивой конфигураций, будет предполагать наличие внутри резонатора одной или нескольких ограничивающих апертур с гауссовым профилем пропускания. Такой подход оправдан еще и потому, что действие произвольной ограничивающей апертуры можно в первом приближении рассматривать, как действие некоторой гауссовой апертуры [100]. Особенно эффективно подобное приближение при рассмотрении ограничивающих апертур с частично сглаженным краем, а именно с такими апертурами обычно приходится иметь дело па практике. Отступление свойств реальной апертуры от гауссовой можно учесть путем введения в резонатор некоторого дополнительного аберрационного элемента. [c.199] Таким образом, изменению оптической силы термической линзы Рт соответствует движение точки N (рис. 4.5) по параболе. При своем дви-жепии она будет пересекать эллипсы (4.14), соответствующие различным значениям потерь 7. [c.204] Дальнейшее исследование ограничим случаем V = б = 0. Это соответствует условию, когда вкладом гауссовых апертур в оптическую длину плеча можно пренебречь (4.18). Это оправдано для подавляю-гцего числа практически важных случаев. В частности, если ограни-чиваюш ая апертура расположена вблизи АЭ, то с/ = 0. [c.205] Отметим также, что зависимость р) обладает симметрией относительно точки р = р. При определенных значениях параметров резонатора в точке Л возможно касание третьего рода (рис. 4.6, б). В этом случае экстремумы в точках К, Л и М сливаются в один глобальный минимум, и диапазон изменения оптической силы ТЛ АЭ, при котором потери резонатора меняются слабо, существенно расширяется (приблизительно в два раза). [c.206] Очевидно, что резонаторы, у которых малые изменения ТЛ приводят к значительным изменениям потерь, неудобны с практической точки зрения, так как требуют либо больших усилий по стабилизации оптических характеристик внутрирезонаторных элементов, либо допустимость нестабильности выходных параметров излучения. В связи с этим подавляюгцее большинство схем резонаторов твердотельных лазеров, как с непрерывной накачкой, так и с импульсной, располагается вблизи экстремумов зависимости 7(р). Поэтому, прежде чем переходить к рассмотрению алгоритмов построения конкретных схем, исследуем более подробно условия реализации и характер экстремумов. [c.208] Потери в этой точке 72 можно найти по формуле (4.36), если вместо /о1 подставить /02. Подчеркнем еще раз, что параметр устойчивости 1 = 1 021 = л/1 + /о2 1 и, следовательно, резонатор соответствует неустойчивой конфигурации. Величина р, при которой имеет место максимум потерь, определяется выражением (4.30). [c.210] Из соотношения (4.39) и рис. 4.8 следует, что, варьируя оптическую длину правого плеча с о, можно в широких пределах изменять потери основной моды в резонаторе такого типа. Это обстоятельство, как будет показано далее, является основой алгоритма построения динамически стабильных неустойчивых резонаторов. [c.210] что при фиксированном уровне потерь 72, т.е. при фиксированных значениях параметров /02 и 5о2 чувствительность резонатора к флуктуациям оптической силы ТЛ АЭ слабо зависит от величины ограничивающей анертуры и целиком определяется оптической длиной плечей резонатора с о, с/1. Это коренным образом отличает неустойчивый резонатор с динамической стабильностью, расположенный в области / О от резонатора, обеспечивающего минимум потерь основной моды / /1 (4.33) и позволяет использовать динамически стабильные неустойчивые резонаторы в большеапертурных лазерных системах. [c.210] Потери при этом определяются соотношением (4.36). Поскольку s = = sq 1, то резонатор является неустойчивым. Как и резонатор, рассмотренный в предыдугцем варианте, он реализуется при равенстве нулю оптической длины обхода резонатора, рассчитанной без учета ограничиваюгцих апертур. [c.211] На этом мы закончим общий анализ резонатора, содержащего внутрирезонаторную линзу. Из проведенного исследования видно, что нри ностроении схемы резонатора твердотельного лазера надо так подбирать геометрию, чтобы потери основной моды находились вблизи экстремальных значений при изменении ТЛ АЭ. В противном случае чувствительность резонатора к термооптическим искажениям АЭ будет излишне большой. Поэтому в последующих параграфах, исходя из особенностей режима накачки и задач, которые должен решать лазер, проведем разработку алгоритмов расчета схем резонаторов, в которых имеет место экстремум потерь основной моды, т. е. резонаторов с динамической стабильностью выходных характеристик. [c.211] Вернуться к основной статье