Интенсивность выходного излучения определяется выражением

. (3.23)

Умножая интенсивность на энергию фотона и площадь поперечного сечения активного элемента S (правильнее было бы говорить о площади поперечного сечения канала генерации), получим выходную мощность излучения P_Σ :

,(3.24)

где V=lS – объем активной среды.

При этом считается, что генерация происходит равномерно по всему поперечному сечению активной среды.

На рисунке 3.5 показан типичный вид зависимости выходной мощности излучения от мощности накачки при различных значениях коэффициента отражения выходного зеркала.

Из (3.24) видно, что эти зависимости линейные, причем наклон прямых и пороговое значение накачки определяется величиной коэффициента отражения зеркала r. С уменьшением r наклон возрастает, одновременно возрастает и пороговая мощность накачки. Поэтому при каждом фиксированном уровне мощности накачки существует оптимальное значение коэффициента отражения r_опт, при котором выходная мощность максимальна.

Значение r_опт можно получить, продифференцировав Р_Σ из (3.24) по r и приравняв 0 производную:

, (3.25)

или с учетом (3.20)

Выходная мощностьприr = r_оптбудет равна:

.(3.26)

Для простоты мы рассмотрели непрерывный режим работы лазера. На практике трехуровневые лазеры (в частности на рубине) с широкополосной оптической накачкой не работают. Типичный режим работы, когда они накачиваются мощным световым импульсом с длительностью около 1 мс. В этих случаях более удобным оказывается рассматривать энергию импульса излучения. Для расчета энергии значение выходной мощности надо умножить на длительность импульса излучения или, при изменении мощности накачки во времени (что чаще и бывает) проинтегрировать выходную мощность по времени.