РЕЗОНАТОР ДИСПЕРСИОННЫЙ

РЕЗОНАТОР ДИСПЕРСИОННЫЙ

- оптический ре-зонатор, содержащий элементы с резкой (в масштабах контура усиления активной среды )зависимостью затухания мощности от длины волны излучения. Р. д. является неотъемлемой частью широкодиапазонных перестраиваемых лазеров с широкой полосой усиления активной среды. В лазерах, содержащих Р. д., спектр выходного излучения формируется вблизи минимума контура затухания, поэтому осн. характеристикой Р. д. является эфф. полоса пропускания, определяемая кривизной минимума спектрального контура затухания:

где b - декремент затухания мощности за обход резонатора; l₀ - длина волны, соответствующая наим. затуханию.

В Р. д. используются элементы с угл. дисперсией ( дифракционные решётки, спектральные призмы) или амплитудной селекцией спектра ( интерферометры Фабри- Перо, резонансные отражатели и др.). В резонаторах, содержащих элементы с угл. дисперсией, эфф. полоса пропускания зависит от геометрии резонатора и расходимости генерируемого излучения и с хорошей точностью оценивается ф-лой

где Dq - расходимость излучения, а - угл. дисперсия в произвольном сечении резонатора. В таких резонаторах широко используются телескопы, в т. ч. призменные, увеличивающие угл. дисперсию пропорц. кратности телескопа (рис. 1 а - в, l _н, l _и - соответственно интенсивности накачки и излучения).

Из элементов с амплитудной селекцией в Р. д. применяются интерферометры (эталоны) Фабри - Перо, эфф. полоса пропускания к-рых совпадает с шириной контура пропускания по уровню 0,5 (для идеального интерферометра). Используются также системы связанных резонаторов (см. Селекция мод), интерфе-ренционно-поляризац. фильтры (см. Резонатор анизотропный), акустооптич. фильтры и дефлекторы (см. Акустооптика )и др. элементы. Распространены резонаторы с многоступенчатой селекцией спектра (рис. 2).

Рис. 2.

Ширина спектра излучения лазера с Р. д. зависит от режима работы лазера (импульсный или непрерывный), превышения над порогом генерации, конкуренции продольных мод и др. факторов. Так, в импульсном лазере с Р. д. ширина спектра генерации определяется эфф. полосой и длительностью импульса генерации в соответствии с ф-лой

где - время обхода резонатора излучением.

Перестройка длины волны в лазерах с Р. д. осуществляется преим. поворотом дисперсионного элемента либо зеркала резонатора. Тонкая настройка длины волны в узком диапазоне достигается изменением давления газа внутри резонатора. Дисперсионные элементы вносят относительно большие потери на длине волны генерации (от неск. процентов до неск. десятков процентов), поэтому Р. д. применяются преим. в лазерах с большим коэф. усиления активной среды, напр. в лазерах на красителях и лазерах на центрах окраски.

Лит.: Анохов С. П., Марусий Т. Я., Соскин М. С., Перестраиваемые лазеры, М., 1982; Лысой Б. Г., Серегин С. Л., Чередниченко О. Б., Перестраиваемые лазеры на красителях и их применение, М., 1991.

С. М. Копылов.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.