Лазеры с накоплением интенсивности излучения

(режим разгрузки резонатора).

Для достижения более высоких частот повторения импульсов при меньшей их длительности можно использовать еще один способ модуляции добротности ― режим разгрузки резонатора (cavity dumping).

Идея этого режима заключается в том, что модулируется коэффициент вывода излучения резонатора, а генерация развивается при отсутствии потерь на излучение. Накопленное излучение выводится при включении потерь на излучение. В идеальном случае, когда потери на излучение включаются мгновенно до величины 100% , накопленная в резонаторе энергия выйдет из резонатора в виде импульса длительностью, равной времени двойного прохода резонатора τ=2L/с, где L –оптическая длина резонатора, с = 3∙10¹⁰ см/с ― скорость света.

Полагая длину резонатора равной 90 см, получаем длительность импульса равную τ = 6 нс.

Этот режим также может быть исследован с помощью балансных уравнений. Очевидно, что частота следования импульсов излучения в таком режиме работы ограничена снизу, поскольку для высокой эффективности излучение должно выводиться из резонатора сразу как его интенсивность приблизится к максимальному значению. В противном случае, распространяясь по закрытому резонатору, оно будет теряться на нерезонансных потерях. Нижняя граница частоты эффективной работы лежит вблизи величины, равной стадии медленного развития генерации в отсутствии потерь на излучение, то есть совпадает с верхней границей предыдущего режима.

Если излучение из резонатора выводить не полностью, то излучение будет развиваться от уровня интенсивности больше шумового, время его развития в резонаторе сократится, и частота следования может быть повышена без снижения эффективности генерации. Порядок максимальной частоты следования импульсов совпадает с величиной обратной времени двойного прохода резонатора, т.е. при указанных ранее параметрах величину порядка 100 МГц. На практике и длительность импульсов излучения и частота следования импульсов ограничиваются возможностями реально существующих модуляторов. О принципе работы модуляторов и их возможных конструкциях будет рассказано ниже.