"LID-PSSL" — Режимы усиления на максимальную энергию
и максимальную мощность


      Лазер с многопроходным усилителем с ВРМБ-зеркалом обладает уникальной возможностью изменения длительности и мощности импульса выходного излучения. Нелинейность усиления в активном элементе и отражения при ВРМБ позволяет вып олнить оптимизацию или на максимальную энергию выходного излучения, или на максимальную мощность. Достигается это за счет изменения длины усилителя и порога отражения ВРМ-зеркала.
      Ниже приведены результаты расчетов для лазера с 4-х проходным усилителем на активном элементе YAG:Nd3+ размерами 8х100 мм. На графике представлены зависимости достижимой энергии и мощности выходного излучения от порога ВРМБ-зеркала при двух длинах усилителя - 3 м (черная кривая) и 0,12 м (красная кривая) (суммарные расстояния между элементами). При оптимизации на максимальную выходную мощность (энергия 0,29 Дж, мощность 118 МВт, длительность 1,8 нс) удается п олучить выигрыш по пиковой мощности в 3 раза по сравнению со случаем оптимизации на максимальную выходную энергию (энергия 0,44 Дж, мощность 40 МВт, длительность 9,3 нс). Длительность импульса задающего генератора была 9,7 нс.
      Оптимизация на максимальную мощность необходима для последующего высокоэффективного нелинейно-оптического преобразования частоты.
      Экспериментально в режиме оптимизации на максимальную выходную мощность была получена эффективность ГВГ 57% в кристалле DKDP длиной 40 мм. В том же усилителе при оптимизации на максимальную выходную энергию эффект ивность преобразования ГВГ составила 32%.


Рис. 1
Рис. 1

      Отличительной особенностью многокаскадных схем лазеров является то, что при конечном (неидеальном) качестве оптических элементов межкаскадные связи могут значительно изменять режим генерации.
      На рисунке приведены зависимости для импульса излучения на выходе задающего генератора и усилителя при оптимизации на максимальную энергию. Собственный импульс задающего генератора является первым. Второй импульс обуслов лен тем, что часты выходного излучения усилителя попадает в генератор и совершив обход по резонатору генератора выводится как выходной импульс генератора. Этот второй импульс практически не усиливается в усилителе, так как первый снял практически всю зап асенную в активном элементе энергию.
      На втором рисунке приведены зависимости для импульса излучения на выходе задающего генератора и усилителя при оптимизации на максимальную мощность излучения. Здесь также формируется несколько импульсов излучения в задающ ем генераторе. Так как длина усилителя мала, то расстояние между импульсами оказывается небольшим. В этом режиме работы усилителя не вся запасенная в активном элементе энергия извлечена. Поэтому на выходе усилителя наблюдаются суб-импульсы.