Dynamika lasera odnosi się do ewolucji pewnych ilości laserów w czasie, takich jak moc optyczna i wzmocnienie.
Dynamiczne zachowanie lasera jest określane przez interakcję między polem optycznym we wnęce a ośrodkiem wzmocnienia. Ogólnie rzecz biorąc, moc lasera będzie się zmieniać wraz z różnicą wzmocnienia i wnęki rezonansowej, a szybkość zmiany wzmocnienia zależy od procesu emisji wymuszonej i emisji spontanicznej (może to być również determinowane przez efekt wygaszania i proces transferu energii).
Wykorzystywane są pewne konkretne przybliżenia. Na przykład wzmocnienie lasera nie jest zbyt duże. W laserze światła ciągłego związek między mocą lasera P i współczynnik wzmocnienia g we wnęce spełnia następujące równanie różniczkowe sprzężenia:
Gdzie TR to czas potrzebny na jedną podróż w obie strony w ubytku, l jest ubytek jamy, gSS to małe wzmocnienie sygnału (przy danym natężeniu pompy), τg to czas relaksacji wzmocnienia (zwykle zbliżony do czasu życia górnego stanu energetycznego), oraz Esat jest tWysycona energia absorpcji ośrodka wzmacniającego.
W laserach o fali ciągłej najbardziej niepokojącą dynamiką jest zachowanie lasera podczas przełączania (zwykle obejmujące tworzenie się impulsów mocy wyjściowej) oraz stan pracy, gdy występuje zakłócenie procesu pracy (zwykle oscylacja relaksacyjna). Pod tym względem różne typy laserów mają bardzo różne zachowania.
Na przykład domieszkowane lasery izolacyjne są podatne na skoki i oscylacje relaksacyjne, ale diody laserowe nie. W laserze z przełączaniem dobroci dynamiczne zachowanie jest bardzo ważne, ponieważ energia zmagazynowana w medium wzmacniającym zmieni się znacznie, gdy impuls zostanie wyemitowany. Lasery światłowodowe z przełączaniem Q zwykle mają bardzo duże wzmocnienia i istnieją inne zjawiska dynamiczne. Zwykle powoduje to, że impuls ma pewne podstruktury w dziedzinie czasu, co może nie być wyjaśnione powyższym równaniem.
Podobne równanie można również zastosować dla pasywnych laserów z synchronizacją modów; wtedy pierwsze równanie musi zawierać dodatkowy wyraz opisujący stratę absorbera nasycalnego. Rezultatem tego efektu jest zmniejszenie tłumienia oscylacji relaksacji. Proces oscylacji relaksacji nie ulega nawet osłabieniu, więc roztwór w stanie ustalonym nie staje się już stabilny, a laserNiektóre niestabilność z Blokada trybu Q-switched lub inne rodzaje Q-switchNS.
Czas publikacji: 10 sierpnia-2021