Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике - Петров М.П.
Скачать (прямая ссылка):
231
него ОВФ-зеркала. В дополнение к этому в генерируемом излучении наблюдались шумовые пики с частотой повторения, приблизительно отвечающей времени прохода через кольцо резонатора пассивного ОВФ-зеркала, которые авторы работы связывают с явлением синхронизации мод внешнего резонатора. Отметим, что согласование лазера с внешним резонатором с помощью самонастраивающихся ОВФ-систем, подобных рассмотренной, наиболее актуально как раз для полупроводниковых лазеров, в которых активная область генерации имеет микрометровые размеры.
Аналогичная кольцевая схема пассивного ОВФ на основе BaTiOs была использована и в экспериментах с полупроводниковыми лазерами в работах [9.58, 9.59]. В первой из них наблюдалось периодическое самосвипирование частоты выходного излучения в пределах частотного диапазона порядка 10 нм. Во второй — авторы сообщают о результатах измерения ширины полосы генерируемого излучения такого лазера, которая оказалась приблизительно меньше
100 кГц.
9.4.4. Резонатор с ОВФ-зеркалом на основе отражательной
голограммы
Несколько отличная схема лазерного резонатора с одним или обоими зеркалами на основе объемной голограммы в ФРК была исследована в работе [9.60] (рис. 9.10, в). Нелинейное динамическое зеркало здесь формировалось в объеме кристалла LiNb03 : Fe в процессе записи в нем отражательной голограммы. В экспериментах использовался активный усиливающий элемент на парах меди, главным образом на длине волны зеленой линии (к = 0.51 мкм), обладающей весьма узким спектром люминесценции (х 0.3 см-1). В результате схема оказалась самостартующей, т. е. после приблизительно одноминутного периода суперлюминесцентного режима излучения активного элемента наблюдалось развитие процесса лазерной генерации между передним зеркалом и отражательной голограммой в ФРК-
Механизм формирования отражательной голограммы, обсуждаемый в данной работе, основан на первоначальном наличии в объеме ФРК встречной волны, отраженной от неоднородностей в объеме образца и на его задней грани. Далее эти отраженные волны претерпевают усиление за счет энергообмена на записываемой голограмме отражательного типа [9.61 ], что и приводит в конечном итоге к образованию в объеме ФРК своего рода эффективного многослойного зеркала, настроенного в резонанс с генерируемой длиной волны. Предполагается, что автоматический выбор оптимальной формы такого зеркала, приводящий к наблюдаемому сужению углового спектра излучения лазера, связан с положительной обратной связью через активный элемент и переднее зеркало резонатора. Отметим, что здесь, по-видимому, требуются более подробные исследования, особенно в связи с указаниями авторов на то, что формируемое в данном случае отражательное зеркало не обладает свойством обращения волнового фронта.
232
9.4.5. Синхронизация независимых лазеров
Важнейшим направлением в области практических применений ФРК следует считать исследования возможности синхронизации работы двух (или большего числа) независимых лазеров [9.62—
9.68]. Основная роль, которую исполняет динамическая голограмма в объеме ФРК, — согласование резонаторов этих лазеров или преобразование поперечного распределения поля световой волны одного лазера в обращенную реплику волнового фронта, генерируемого другим лазером. Две типичные схемы таких систем представлены на рис. 9.11.
В схеме [9.62] на рис. 9.11, а один из двух синхронизируемых лазеров является основным (Lx), второй, без одного из зеркал резонатора (L2) — вспомогательным. Генерация во вспомогательном лазере развивается лишь в том случае, когда в кристалле ФРК в результате накачки двумя встречнонаправленными пучками основного лазера создаются условия для формирования ОВФ-зеркала. Естественно, что при подобной внешней накачке ФРК частота вспомогательного лазера может отличаться от частоты генерации основного лазера не более чем на обратное характерное время записи голограммы в ФРК (ВаТЮ3 в [9.62]). Отметим, что фактически рассматриваемая схема представляет собой не что иное, как полулинейный резонатор (накачиваемый основным лазером), в который дополнительно помещена активная усиливающая среда. При этом, как показано в [9.62], генерация в резонаторе вспомогательного лазера может развиваться даже в отсутствие накачки заполняющей его активной среды.
Для решения задачи согласования резонаторов независимых лазеров с помощью ФРК к настоящему времени использованы также
а
Рис. 9.11. Схемы экспериментов по синхронизации лазеров с помощью ФРК.
а — геометрия с задающим лазером, б — с двойным обращающим зеркалом.
233
и другие геометрии многопучковых взаимодействий (см., например, [9.63—9.65]). Одной из наиболее перспективных является геометрия двойного обращающего зеркала [9.66—9.68] (см. раздел 6.5.5), представленная на рис. 9.11, б. При использовании ВаТЮ3 в этой схеме был получен ряд интересных результатов в экспериментах с линейками полупроводниковых GaAlAs лазерных диодов [9.6?,
9.68]. Среди них отметим сдвиг частоты и сужение линии генерации, а также изменение поперечной структуры излучения.
