ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Формирование пространственной структуры лазерных пучков в усилительных системах из "Лазеры на неодимовом стекле " Одпако внутрирезонаторные искажения волнового фронта изменяют ситуацию. Аберрации второго и более высокого порядка переводят плоский резонатор в класс устойчивых (они уже рассматривались) или неустойчивых резонаторов (будут рассмотрены ниже). Нам остается рассмотреть влияние клиповых деформаций (разъюстировки) [61. Нри разъюстировке зеркал плоского резонатора распределение поля отдельных. мод искажается (деформируется) и расходимость излучения определяется этой деформацией. Углы перекоса п, при которых деформации мод оказывают определяющее влияние па расходимость, а са.ми моды перестают удовлетворительно описываться суперпозицией синусоид, весьма малы ап а = = k/(4aNф). Например, для лазера с поперечным сечением активного элемента 2а=1 см, длиной резонатора 50 см и А.= 1,06 мкм величина ап 0д/1ОО 1О рад. Поддержание такой точности юстировки практически нереализуемо. [c.140] Такая высокая чувствительность плоского резонатора к аберрациям связана с многократностью прохождения излучения через оптические элементы (угол отклонения направления распространения излучения в резонаторе в 2й 1ЬАЬ)ч раз превышает угол отклонения на одном проходе через неоднородность). [c.141] Таким образом, и в плоском резонаторе с большим числом Френеля пе удается получить высокий угловой направленности излучения, что связано как с многомодовостью генерации, так и с де р-мацией мод при небольших величинах аберраций. Поэтому и область применения плоских резонаторов не отличается от области применения устойчивых за исключением того, что плоский резонатор оказывается более чувствительным к разного рода возмущающим воздействиям. [c.141] В то же время при Л ф 1 плоские резонаторы, служащие задающими генераторами мощных усилительных систем, широко применяются для получения сравнительно маломощного одномодового излучения с дифракционной расходимостью. [c.141] Эффективное число Френеля при этом увеличивается. [c.142] Однако такой резонатор может быть использован для другого способа дискриминации высших мод, основанного на ограничении углового спектра пучка. Для этого в общей ( каль-ной плоскости двух линз (рис. 4.26) устанавливается диафрагма диаметром ограничивающая угловой спектр пучка величиной Q=dJF . Недостатком такого способа селекции является большая концентрация энергии в окрестности диафрагмы, а также существенные потери энергии излучения при наличии заметных внутрирезонаторных фазовых искажений. Угловую селекцию можно проводить не только диафрагмированием в фокальной плоскости линз или зеркал, но также с помощью селектора Фабри—Перо или призм на основе полного внутреннего отражения [21. [c.142] Таким образом, использование неустойчивых резонаторов в лазерах на неодимовом стекле наталкивается на трудности, связанные с относительно небольшим усилением стекла и возможными внутри-резонаторными аберрациями. Поэтому наиболее успешным применением этих резонаторов было использование их в лазерах с длинными активными элементами (большое усиление на проход ехр (а/)) при малой аберрации, что характерно для однократного режима работы. [c.145] При работе лазера на неодимовом стекле в импульсно-периоди-ческом режиме активный элемент вносит значительные аберрации [И], сильно влияющие на параметры генерируемого излучения. Для наиболее употребимых прямоугольного и цилиндрического активных элементов они в первом приближении эквивалентны цилиндрической (или сферической) линзе, фокусное расстояние которой зависит от мощности тепловыделения (см. гл. 3). Анализ работы такого резонатора можно выполнять путем его сведения к эквивалентному резонатору с цилиндрическими или сферическими зеркалами. Например, если резонатор в исходном холодном состоянии был плоским, то при постепенном увеличении мощности накачки, приводящем к уменыпению фокусного расстояния термооптической линзы Fj, он преобразуется сначала в устойчивый резонатор (при /.// т 11), а затем и в неустойчивый, причем условие перехода к неустойчивости зависит от места расположения активного элемента в резонаторе. [c.145] Таким образом, для импульсно-периодического лазера оптимальный с точки зрения выходной мощности или расходимости излучения резонатор можно подобрать (путем выбора кривизны зеркал) только для некоторого фиксированного значения интервала мощности накачки. Возможности такого подбора еще более сужаются при наличии аберраций типа клина или более высокого, чем второй, порядка. Если клиновые аберрации могут быть успешно скорректированы оптическими элементами, осуществляющими переворот излучения [П , то коррекция более сложных аберраций зачастую просто невозможна. [c.145] Вернуться к основной статье