Laserdynamik refererer til udviklingen af visse mængder af lasere over tid, såsom optisk effekt og forstærkning.
Laserens dynamiske opførsel bestemmes af interaktionen mellem det optiske felt i hulrummet og forstærkningsmediet. Generelt vil lasereffekten variere med forskellen mellem forstærkningen og resonanshulrummet, og ændringshastigheden af forstærkningen bestemmes af processen med stimuleret emission og spontan emission (det kan også bestemmes af quenching-effekten og energioverførselsproces).
Der anvendes nogle specifikke tilnærmelser. For eksempel er laserforstærkningen ikke for høj. I en kontinuerlig lyslaser er forholdet mellem lasereffekten P og forstærkningskoefficienten g i hulrummet opfylder følgende koblingsdifferentialligning:
Hvor TR er den tid, der kræves for én rundtur i hulrummet, l er hulrummet tab, gss er den lille signalforstærkning (ved en given pumpeintensitet), τg er forstærkningsafslapningstiden (normalt tæt på den øvre energitilstands levetid), og Esat er tden mættede absorptionsenergi af forstærkningsmediet.
I kontinuerlige bølgelasere er den mest berørte dynamik laserens omskiftningsadfærd (sædvanligvis inklusive dannelsen af udgangseffektspidser) og arbejdstilstanden, når der er en forstyrrelse i arbejdsprocessen (normalt en afspændingsoscillation). I disse henseender har forskellige typer lasere meget forskellig adfærd.
For eksempel er dopede isolatorlasere tilbøjelige til spidser og afspændingssvingninger, men laserdioder er det ikke. I en Q-switched laser er den dynamiske adfærd meget vigtig, hvor energien lagret i forstærkningsmediet vil ændre sig meget, når pulsen udsendes. Q-switched fiberlasere har normalt meget høje gevinster, og der er nogle andre dynamiske fænomener. Det bevirker normalt, at pulsen har nogle understrukturer i tidsdomænet, hvilket kan ikke forklares med ovenstående ligning.
En lignende ligning kan også bruges til passive tilstandslåste lasere; så skal den første ligning tilføje et ekstra led for at beskrive tabet af den mættende absorber. Resultatet af denne effekt er, at dæmpningen af afspændingsoscillationen reduceres. Afslapningsoscillationsprocessen dæmpes ikke engang, så steady-state opløsningen bliver ikke længere stabil, og laseren harnogle ustabilitet af Q-switched mode-locking eller andre typer Q-switching.
Indlægstid: 10-aug-2021