Дисперсионный резонатор - оптический резонатор, содержащий элементы
с резкой (в масштабах контура усиления активной среды) зависимостью затухания мощности от длины волны
излучения. Дисперсионный резонатор
является неотъемлемой частью широкодиапазонных перестраиваемых лазеров с
широкой полосой усиления активной среды. В лазерах,
содержащих дисперсионные резонаторы, спектр выходного
излучения формируется вблизи минимума контура затухания, поэтому осн.
характеристикой дисперсионного резонатора 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 дисперсионных резонаторах 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. 1а - в, lн, lи - 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. полосойи
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.
С. М. Копылов.