Cтраница 2
По установившейся в литературе терминологии совокупность типов колебаний, характеризуемых одной парой поперечных индексов, называется поперечным типом колебаний. Такой поперечный тип колебаний может содержать ряд продольных составляющих, отли чающихся продольным индексом. [16]
Мы кратко обсудим эту проблему для двух предельных случаев - многомодового по поперечным индексам лазерного пучка ( эту задачу можно рассматривать как пространственный аналог залачи о временной статистике многимодового излучения) и одно-модоього 1-илученпя. [17]
Несмотря на эти отличия, тенденции изменения потерь при варьировании параметров резонатора и поперечных индексов мод остаются прежними. В частности, поскольку поле за пределами каустик весьма резко спадает, по мере сближения размеров зеркал и каустик потери быстро растут, оставаясь вместе с тем малыми по своей абсолютной величине. [18]
Таким образом, высокая направленность лазерного излучения является следствием возбуждения в нем мод с малыми поперечными индексами. Наименьшая угловая расходимость излучения, часто называемая дифракционной, имеет место при возбуждении в лазере только одной основной моды. [19]
В завершение рассмотрения свойств резонаторов с гауссовыми зеркалами отметим, что моды, обладающие разными поперечными индексами, но одинаковыми 2 и q, остаются, как и при бесконечных зеркалах, вырожденными, и их суперпозиции продолжают быть истинными модами. Вот смешанные моды у соответствующих резонаторов исчезают: даже если действительные частоты у мод с разными 2 и q совпадают, то потери заведомо различаются. [20]
Селекция поперечных мод в устойчивых резонаторах основана на различии в распределении полей у мод с различными поперечными индексами. У основной моды ( ее в большинстве случаев и выделяют) - минимальная угловая расходимость, минимальная протяженность в поперечном направлении, простое гауссово распределение. При этом применяется диафрагмирование пучка внутри резонатора. Поперечный размер диафрагмы для выделения основной моды выбирается примерно равным поперечному размеру моды, следующей за основной. При этом сильно увеличиваются потери всех мод, кроме основной. При селекции основной моды не вся активная среда оказывается охваченной электромагнитным полем. При этом уменьшается полная выходная мощность лазера, но качество излучения становится лучше. [21]
При этом каждая величина А / приобретает смысл суммарной интенсивности группы мод с одинаковым аксиальным и разными поперечными индексами. Такие группы, ведущие себя, с точки зрения спектра излучения, наподобие отдельных мод с разными q, часто именуют просто аксиальными модами; в расчетах им приписывают некое усредненное по генерирующим модам значение дифракционных потерь. [22]
Отметим, что с практической точки зрения конкретный вид выражений для этих мод ( весьма громоздкий для высоких значений поперечных индексов) не является столь существенным. Более важно знание поперечного размера 2wmn той области ( каустики), внутри которой сосредоточено поле моды, для произвольной координаты z внутри и вне резонатора. [24]
Равномерному заполнению излучением всего сечения мешает, в конечном итоге, лишь то, что из-за роста потерь с поперечными индексами число присутствующих поперечных мод в любом случае остается ограниченным. [26]
Поскольку индексы т ] и ц характеризуют распределение поля в направлении, перпендикулярном к оси резонатора, то они характеризуют поперечные моды и называются поперечными индексами. [27]
Далее будет видно, что в случае резонаторов с малыми дифракционными потерями ( устойчивых или плоских) аналогичный механизм вызывает одновременную генерацию мод с различными поперечными индексами. [28]
При рассмотрении распределения поля по сечению резонатора и в дальней зоне можно отвлечься от распределения вдоль длины и иметь дело с группами мод, имеющих одинаковые поперечные индексы и разные аксиальные. [29]
Как следует из разделов 2.2.2 и 2.2.3, в общем случае в лазерном резонаторе может возбуждаться большое число мод, отличающихся как продольными, так и поперечными индексами. Многомодовый характер генерации существенным образом усложняет пространственные характеристики и спектральные характеристики излучения. На практике обычно не составляет труда выделить одну поперечную моду. [30]