LID. Усиление и генерация импульсного излучения в твёрдотельных лазерах (1095924), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Íà ðèñ.4.7 ïðèâåäåíûâðåìåííûå çàâèñèìîñòè äëÿ âûõîäíûõ èìïóëüñîâ ïðè ðàçëè÷íûõ îòíîøåíèÿõ ïëîòíîñòè ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ ê ïëîòíîñòè ýíåðãèè íàñûùåíèÿ ñðåäû. Èñêàæåíèå ôîðìû èìïóëüñà òåì ñèëüíåå, ÷åì áîëåå ñèëüíî ïðîÿâëÿåòñÿ ýíåðãîñúåì, òî åñòü ÷åì âûøå êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿñðåäû è ÷åì áîëüøå ïëîòíîñòü ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ. Ýòà íåðàâíîìåðíîñòü óñèëåíèÿ ïîëó÷èëàíàçâàíèå ïðåèìóùåñòâåííîå óñèëåíèå ïåðåäíåãî ôðîíòà. ÷àñòíîì ñëó÷àå β = 0 ñóùåñòâóåò àíàëèòè÷åñêîå ðåøåíèå äëÿ èìïóëüñà ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû. Ïðèâåäåì ýòî ðåøåíèå áåç âûâîäàI âûõ ( z = Làý , t ) =I 0 ⋅ Exp ( k0 Làý )Exp ( k0 Làý ) + (1 − Exp ( k0 Làý )) ⋅ Exp ( I 0 / Q íàñ ⋅ ( z / v − t )).(4.23)×èñëèòåëü (4.23) ñîîòâåòñòâóåò óñèëåíèþ ñëàáîãî ñèãíàëà áåç èçìåíåíèÿ èíâåðñíîé íàñåëåííîñòè, à çíàìåíàòåëü ó÷èòûâàåò óìåíüøåíèå êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ â ïðîöåññå ïðîõîæäåíèÿ ðàçëè÷íûõ ÷àñòåé èìïóëüñà.Äëÿ ðàññìîòðåííîãî ñëó÷àÿ óñèëåíèÿ èìïóëüñà ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû íåîäíîðîäíîñòüóñèëåíèÿ ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà è ê ñìåùåíèþ öåíòðà òÿæåñòè èìïóëüñà ê åãî ïåðåäíåìó ôðîíòó.
Ïåðåäíèé ôðîíò èìïóëüñà ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ñî ñêîðîñòüþñâåòà â ñðåäå àêòèâíîãî ýëåìåíòà.Íà ïðàêòèêå ìû èìååì äåëî íå ñ ïðÿìîóãîëüíûìè èìïóëüñàìè, à ñ èìïóëüñàìè, ôîðìàêîòîðûõ áëèçêà ê ãàóññîâîé.  ýòîì ñëó÷àå ïðåèìóùåñòâåííîå óñèëåíèå íå èçìåíÿåò òàê ñèëüíî ôîðìó èìïóëüñà, êàê â ñëó÷àå ïðÿìîóãîëüíîãî èìïóëüñà. Íî â âûõîäíîì èìïóëüñå èçëó÷åíèÿ ðàñïðåäåëåíèå èçâëå÷åííîé èç àêòèâíîãî ýëåìåíòà ýíåðãèè ïðîèñõîäèò ïðåèìóùåñòâåííî â ïåðåäíåì ôðîíòå. Íà ðèñ.4.8 ïðèâåäåíû âðåìåííûå çàâèñèìîñòè äëÿ âõîäíîãî èâûõîäíûõ èìïóëüñîâ ïðè ðàçëè÷íûõ óðîâíÿõ âõîäíîãî ñèãíàëà, ïîëó÷åííûå ïðè ðåøåíèè (4.4,(4.5). Äëÿ âõîäíîãî èìïóëüñà çàäàâàëîñü ãàóññîâî ðàñïðåäåëåíèå I âõ ( t ) = I 0 ⋅ Exp ( − t 2 / τ 2 ) . Îòðåçêîì âåðòèêàëüíîé ëèíèè íà âåðøèíå âõîäíîãî èìïóëüñà áûëà ñäåëàíà íàñå÷êà. Íà âûõîäíîì èìïóëüñå îíà íàõîäèòñÿ íà çàäíåì ôðîíòå.
Èìåííî ýòà ÷àñòü âûõîäíîãî èìïóëüñà ñîîòâåòñòâóåò âåðøèíå âõîäíîãî èìïóëüñà. Ïðåèìóùåñòâåííîåóñèëåíèå ïåðåäíåãî ôðîíòà ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî âåðøèíà èìïóëüñà ïîëó÷àåò çíà÷èòåëüíî ìåíüøåå óñèëåíèå, ÷åì ïåðåäíèéôðîíò. Îòëè÷èå óñèëåíèÿ ðàçëè÷íûõ ÷àñòåé èìïóëüñà ñòîëüâåëèêî, ÷òî âåðøèíà èìïóëüñà, èìåþùàÿ èçíà÷àëüíî íàèáîëüøóþ ïëîòíîñòü ìîùíîñòè, â âûõîäíîì èìïóëüñå èìååò ìåíüøèé óðîâåíü, ÷åì ïåðåäíèé ôðîíò âõîäíîãî èìïóëüñà. Ïî ôîðìàëüíûì ïàðàìåòðàì èìïóëüñà åãî âåðøèíà ðàñïðîñòðàíÿåòñÿÐèñ.4.8. “Ñâåðõñâåòîâîå” ðàñâ ñðåäå ñî ñêîðîñòüþ, ïðåâûøàþùåé ñêîðîñòü ñâåòà.
Íà âûõîïðîñòðàíåíèå èìïóëüñà.äå óñèëèòåëÿ âåðøèíà èìïóëüñà ïîÿâèòñÿ ðàíüøå, ÷åì ýòîñëåäóåò èç îïòè÷åñêîé çàäåðæêè íà äëèíå àêòèâíîãî ýëåìåíòà70Óñèëåíèå è ãåíåðàöèÿ èìïóëüñíîãî èçëó÷åíèÿâ òâåðäîòåëüíûõ ëàçåðàõ.Óñèëåíèå ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ.( t çàä = Làý / υ ). Íî çäåñü íåò ïðîòèâîðå÷èé ñ ïîñòóëàòàìè òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, òàê êàê èíôîðìàöèÿ â èìïóëüñå (íàñå÷êà íà åãî îãèáàþùåé) ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà.
(Äëÿóäîáñòâà ñðàâíåíèÿ íà ðèñ.4.8 âõîäíîé è âûõîäíûå èìïóëüñû ñîâìåùåíû ïî îïòè÷åñêîé çàäåðæêå). Ýòî ÿâëåíèå ïîëó÷èëî íàçâàíèå “ñâåðõñâåòîâîå” ðàñïðîñòðàíåíèå èìïóëüñà.Ñìåùåíèå èìïóëüñà ìîæåò áûòü ïîëó÷åíî òîëüêî â ðåæèìå íåëèíåéíîãî óñèëåíèÿ, êîãäà ïëîòíîñòü ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ ñîèçìåðèìà ñ ïëîòíîñòüþ ýíåðãèè íàñûùåíèÿ ñðåäû.
Ðåçóëüòàòû ðèñ.4.8 ïîêàçûâàþò, ÷òî âåëè÷èíà ñìåùåíèÿ çàâèñèò îò âåëè÷èíû âõîäíîãî ñèãíàëà.Î÷åâèäíî, ÷òî âåëè÷èíà ñìåùåíèÿ òàêæå çàâèñèò îò êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ ñðåäû. Ïîëîæåíèå âåðøèíû âûõîäíîãî èìïóëüñà îïðåäåëÿåòñÿ òîé ÷àñòüþ âõîäíîãî èìïóëüñà, êîòîðàÿ ïðèóñèëåíèè â àêòèâíîì ýëåìåíòå ñíèìàåò áîëüøóþ ÷àñòü çàïàñåííîé ýíåðãèè. Ïîýòîìó ïðèóìåíüøåíèè äëèòåëüíîñòè âõîäíîãî èìïóëüñà âåëè÷èíà ñìåùåíèÿ âåðøèíû âûõîäíîãî èìïóëüñà óìåíüøàåòñÿ.Óñèëåíèå ïðîôèëèðîâàííûõ èìïóëüñîâ. Ñòåïåíü óìåíüøåíèÿ äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà âî ìíîãîì çàâèñèò îò ôîðìû óñèëèâàåìîãî èìïóëüñà.  ðàññìîòðåííîì âûøå ñëó÷àåâõîäíîãî èìïóëüñà ãàóññîâîé ôîðìû ïëîòíîñòü ìîùíîñòè èçëó÷åíèÿ îòëè÷íà îò íóëÿ íàáîëüøîì èíòåðâàëå âðåìåíè, çíà÷èòåëüíî áîëüøåì ÷åì äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà, îïðåäåëÿåìàÿ íà óðîâíå 0,5 èëè 1/å.
Ïëîòíîñòü ìîùíîñòè ðàâíà íóëþ ïðè áåñêîíå÷íî áîëüøèõ âðåìåíàõ t. Ïîýòîìó ïðè óâåëè÷åíèè êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ ñðåäû âåðøèíà èìïóëüñà áóäåò âñåáîëüøå è áîëüøå ñìåùàòüñÿ âëåâî (ðèñ.4.8). Ïðèíöèïèàëüíî ïî äðóãîìó ðàçâèâàëèñü ïðîöåññû äëÿ ïðÿìîóãîëüíîãî âõîäíîãî èìïóëüñà (ðèñ.4.7), äëÿ êîòîðîãî ïëîòíîñòü ìîùíîñòè îòëè÷íà îò íóëÿ òîëüêî â ïðåäåëàõ èíòåðâàëà âðåìåíè, ðàâíîãî äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà. Ïåðåäíèé ôðîíò èìïóëüñà âñåãäà äâèæåòñÿ ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà è íåðàâíîìåðíîñòü óñèëåíèÿ, ïðåèìóùåñòâåííîå óñèëåíèå ïåðåäíåãî ôðîíòà, ïðèâîäèò ê ïåðåðàñïðåäåëåíèþ èçâëå÷åííîé èçàêòèâíîãî ýëåìåíòà ýíåðãèè ïðåèìóùåñòâåííî íà ïåðåäíþþ ÷àñòü èìïóëüñà. Äëÿ îáîèõ òèïîâèìïóëüñà, ãàóññîâîé è ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû, ñî ñâåðõñâåòîâîé ñêîðîñòüþ ðàñïðîñòðàíÿåòñÿöåíòð òÿæåñòè èìïóëüñà. Î÷åâèäíî, ÷òî åñëè èìïóëüñ èìååò êðóòîé ïåðåäíèé ôðîíò ñ áûñòðîóáûâàþùåé äî íóëÿ ïëîòíîñòüþ ìîùíîñòè, òî ñìåùåíèå âåðøèíû èìïóëüñà áóäåò îãðàíè÷åíî.Íà ðèñ.4.9 ïðèâåäåíû âðåìåííûå çàâèñèìîñòè ïðîôèëèðîâàííîãî âõîäíîãî èìïóëüñà è âûõîäíîãî èìïóëüñà ïîñëåóñèëåíèÿ â îäíîïðîõîäíîì óñèëèòåëå.
Ïîäîáíîãî âèäà âõîäíûå èìïóëüñû ôîðìèðóþòñÿ èç èìïóëüñîâ çàäàþùåãî ãåíåðàòîðà ñ ïîìîùüþ ëèíåéíûõ èëè íåëèíåéíûõ óñòðîéñòâ. Çàäåðæêà íà÷àëà âûõîäíîãî èìïóëüñà îòíîñèòåëüíî âõîäíîãî ñîîòâåòñòâóåò îïòè÷åñêîé çàäåðæêå íà äëèíå àêòèâíîãî ýëåìåíòà. Íàñå÷êà â âèäå îòðåçêà âåðòèêàëüíîé ëèíèè íà çàäíåì ôðîíòåâûõîäíîãî èìïóëüñà ñîîòâåòñòâóåò âåðøèíå âõîäíîãî èìïóëüñà. Âûõîäíîé èìïóëüñ ìîæåò èìåòü äëèòåëüíîñòü, â 10 è áîëååðàç ìåíüøå, ÷åì äëèòåëüíîñòü âõîäíîãî èìïóëüñà.
Íåîáõîäèìî íàïîìíèòü, ÷òî óñèëåíèå èìïóëüñà ïî ýíåðãèè íå çàâèñèò îòôîðìû èìïóëüñà. Ïîýòîìó ïðåèìóùåñòâåííîå óñèëåíèå ïåðåäíåãî ôðîíòà ïðîôèëèðîâàííûõ èìïóëüñîâ, ñîïðîâîæÐèñ.4.9. Óñèëåíèå ïðîôèëèðîäàþùååñÿ ñîêðàùåíèåì èõ äëèòåëüíîñòè, ïðèâîäèò êâàííîãî èìïóëüñà.çíà÷èòåëüíîìó óâåëè÷åíèþ ïèêîâîé ìîùíîñòè èìïóëüñà. Â71Óñèëåíèå è ãåíåðàöèÿ èìïóëüñíîãî èçëó÷åíèÿâ òâåðäîòåëüíûõ ëàçåðàõ.Óñèëåíèå ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ.ýòîì ñëó÷àå ïîìèìî êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ ïî ýíåðãèè, íåîáõîäèìî îïðåäåëÿòü è êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî ìîùíîñòè. Ïîä êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ ïî ìîùíîñòè ïîíèìàåòñÿ îòíîøåíèå ïèêîâîé ìîùíîñòè âûõîäíîãî èìïóëüñà ê ïèêîâîé ìîùíîñòè âõîäíîãî.
 ðàññìàòðèâàåìîì ñëó÷àå, î÷åâèäíî, êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî ìîùíîñòè áóäåò çíà÷èòåëüíî áîëüøå êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ ïî ýíåðãèè. Òàê, äëÿ ïðåäñòàâëåííîãî íà ðèñ.4.9 ñëó÷àÿ êîýôôèöèåíòóñèëåíèÿ ïî ýíåðãèè G E ðàâåí 3,7, à êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî ìîùíîñòè G P =7,92. Äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà óìåíüøèëàñü â 3 ðàçà. Íåëèíåéíîñòü ïðîöåññà óñèëåíèÿ ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òîñíÿòàÿ èç àêòèâíîãî ýëåìåíòà ýíåðãèÿ íåðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëÿåòñÿ â âûõîäíîì èìïóëüñå.Ïîýòîìó ïðîèçâåäåíèå êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ ïî ýíåðãèè íà îòíîøåíèå äëèòåëüíîñòåé èìïóëüñîâ (âõîäíîãî è âûõîäíîãî) íå ðàâíî êîýôôèöèåíòó óñèëåíèÿ ïî ìîùíîñòè.4.5.
Ìíîãîïðîõîäíîå óñèëåíèå.Ïðè óñèëåíèè ñëàáîãî ñèãíàëà êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ èìååò áîëüøóþ âåëè÷èíó, íîÊÏÄ óñèëèòåëÿ ìàë. Òàê êàê çàïàñåííàÿ â àêòèâíîì ýëåìåíòå ýíåðãèÿ ïðàêòè÷åñêè íå èçðàñõîäîâàíà, òî äëÿ äàëüíåéøåãî óñèëåíèÿ èìïóëüñà öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü ìíîãîïðîõîäíîåóñèëåíèå, îðãàíèçóÿ íåñêîëüêî ïðîõîäîâ èçëó÷åíèÿ ÷åðåç àêòèâíûé ýëåìåíò. Âñåãäà ëè ýôôåêòèâíî èñïîëüçîâàíèå ìíîãîïðîõîäíûõ óñèëèòåëåé? Èç îáùèõ ñîîáðàæåíèé ïîíÿòíî, ÷òî âðåæèìå óñèëåíèÿ ñëàáîãî ñèãíàëà ïîëíûé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ðàâåí G = G 0N , ãäå N - ÷èñëîïðîõîäîâ.  äðóãîì ïðåäåëüíîì ñëó÷àå, êîãäà ïëîòíîñòü ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ áîëüøå Q íàñ ,ïðàêòè÷åñêè ïîëíûé ýíåðãîñúåì áóäåò ïîëó÷åí íà ïåðâîì ïðîõîäå, à íà ïîñëåäóþùèõ ïðîõîäàõ èçëó÷åíèå, ðàñïðîñòðàíÿÿñü ïî ñðåäå áåç èíâåðñíîé íàñåëåííîñòè, áóäåò èñïûòûâàòüîñëàáëåíèå.
Òàêèì îáðàçîì íå âî âñåõ ñëó÷àÿõ ìíîãîïðîõîäíûå óñèëèòåëè èìåþò âûèãðûø ïîñðàâíåíèþ ñ îäíîïðîõîäíûìè.Íà ðèñ.4.10 ïðåäñòàâëåíà îïòè÷åñêàÿ ñõåìàÏÇAÝÂÏÏÇ12-õ ïðîõîäíîãî ëàçåðíîãî óñèëèòåëÿ. ÐàññìîòðèìI âõ ( t )ïðèíöèï åå ðàáîòû. Íà âõîä óñèëèòåëÿ ïîäàåòñÿzëèíåéíî-ïîëÿðèçîâàííîå èçëó÷åíèå îò çàäàþùåãîI âûõ ( t )ãåíåðàòîðà ( I âõ ( t ) ).
Íà âõîäå óñèëèòåëÿ óñòàíîâëåíÐèñ.4.10. Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà äâóõïðîõîäíîãîïîëÿðèçàòîð ÏÇ, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ ïîëÿðèçàóñèëèòåëÿ.öèîííîé ðàçâÿçêè ìåæäó âõîäîì è âûõîäîì óñèëèòåëÿ. Îðèåíòàöèÿ ïîëÿðèçàòîðà âûáèðàåòñÿ òàêîé,÷òîáû âõîäíîå èçëó÷åíèå ïðîõîäèëî ÷åðåç ÏÇ áåç ïîòåðü (áåç îòðàæåíèÿ). Äàëåå èçëó÷åíèåóñèëèâàåòñÿ íà ïðÿìîì ïðîõîäå ÷åðåç àêòèâíûé ýëåìåíò. Ïîñëå ýòîãî îíî ïðîõîäèò ÷åðåçâðàùàòåëü ïëîñêîñòè ïîëÿðèçàöèè ÂÏÏ è îòðàçèâøèñü îò çåðêàëà Ç1 ñîâåðøàåò îáðàòíûéïðîõîä ÷åðåç ÂÏÏ. Çàäà÷åé âðàùàòåëÿ ïëîñêîñòè ïîëÿðèçàöèè ÿâëÿåòñÿ ïîâîðîò ïëîñêîñòèïîëÿðèçàöèè èçëó÷åíèÿ íà 900 çà äâà ïðîõîäà.
Íà îáðàòíîì ïðîõîäå ÷åðåç àêòèâíûé ýëåìåíòèçëó÷åíèå äîïîëíèòåëüíî óñèëèâàåòñÿ. Âûõîäÿùåå èç àêòèâíîãî ýëåìåíòà èçëó÷åíèå îòðàæàåòñÿ îò ïîëÿðèçàòîðà ÏÇ è âûâîäèòñÿ èç óñèëèòåëÿ ( I âûõ ( t ) ).72Óñèëåíèå è ãåíåðàöèÿ èìïóëüñíîãî èçëó÷åíèÿâ òâåðäîòåëüíûõ ëàçåðàõ.Óñèëåíèå ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ.Íà ðèñ.4.11 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ïëîòíîñòè ýíåðãèè âûõîäíîãî èçëó÷åíèÿ îò âõîäíîãî ñèãíàëà äëÿ îäíîïðîõîäíîãî (êðèâàÿ 1) è äâóõïðîõîäíîãî (êðèâàÿ 2) óñèëèòåëåé íàYAG:Nd3+ (∅6,3x90 ìì) ïðè ýíåðãèè íàêà÷êè 30 Äæ. Ïóíêòèðíàÿëèíèÿ ñîîòâåòñòâóåò åäèíè÷íîìó êîýôôèöèåíòó óñèëåíèÿ. Ïðèóñèëåíèè ñëàáîãî ñèãíàëà â äâóõïðîõîäíîì óñèëèòåëå êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ðàâåí 159,4, à â îäíîïðîõîäíîì - 12,7. Äîóðîâíÿ âõîäíîãî ñèãíàëà 0,2 Äæ/ñì2 äâóõïðîõîäíûé óñèëèòåëüäàåò âûèãðûø ïî ñðàâíåíèþ ñî ñëó÷àåì îäíîïðîõîäíîãî.
Ïðèáîëüøèõ âõîäíûõ ñèãíàëàõ ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü îäíîïðîõîäíîãî óñèëèòåëÿ áóäåò âûøå.Êðîìå 2-õ ïðîõîäíûõ, èñïîëüçóþòñÿ 4-õ ïðîõîäíûå è ñáîëüøèì ÷èñëîì ïðîõîäîâ óñèëèòåëè. Íà ïðàêòèêå â ðåæèìåÐèñ.4.11. Âûõîäíûå õàðàêòåðèóñèëåíèÿ ñëàáîãî ñèãíàëà â ìíîãîïðîõîäíûõ óñèëèòåëÿõñòèêè óñèëèòåëåé.óäàåòñÿ ïîëó÷àòü êîýôôèöèåíòû óñèëåíèÿ äî G0≈107.Âûâîäû. Ïðîöåññ óñèëåíèÿ ìîíîèìïóëüñíîãî èçëó÷åíèÿ ìîæíî ðàçáèòü íà äâà ýòàïà íàêà÷êà àêòèâíîãî ýëåìåíòà (ñîçäàíèå èíâåðñíîé íàñåëåííîñòè) è ñîáñòâåííî ïðîöåññ óñèëåíèÿ.
Âîçìîæíîñòü ïðåäñòàâèòü óðàâíåíèå äëÿ óñèëåíèÿ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïî ýíåðãèè ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðîöåññ óñèëåíèÿ íå çàâèñèò îò ôîðìû èìïóëüñà. Ìîæíî âûäåëèòü òðè ðåæèìàóñèëåíèÿ:• óñèëåíèå ñëàáîãî ñèãíàëà (ïëîòíîñòü ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ ìíîãî ìåíüøå ïëîòíîñòè ýíåðãèè íàñûùåíèÿ ñðåäû), èìåþùèé íàèáîëüøóþ âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ, íî ìèíèìàëüíûé ÊÏÄ,• óñèëåíèå ñèëüíîãî ñèãíàëà (ïëîòíîñòü ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ ìíîãî áîëüøå ïëîòíîñòè ýíåðãèè íàñûùåíèÿ ñðåäû), îáåñïå÷èâàþùèé ïîëíûé ýíåðãîñúåì â àêòèâíîì ýëåìåíòå, íîíåâûñîêèé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ G,• óñèëåíèå ïðè ñîèçìåðèìûõ ïëîòíîñòÿõ ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ è íàñûùåíèÿ ñðåäû.Âàæíûì ðåçóëüòàòîì ýòîãî ðàçäåëà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ óñèëèòåëÿçàâèñèò îò óðîâíÿ âõîäíîãî ñèãíàëà.
×åì áîëüøå ïëîòíîñòü ýíåðãèè âõîäíîãî ñèãíàëà, òåììåíüøå êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ. Íî ÊÏÄ óñèëèòåëÿ, êàê õàðàêòåðèñòèêà ýíåðãîñúåìà çàïàñåííîé â àêòèâíîì ýëåìåíòå ýíåðãèè, òåì áîëüøå, ÷åì áîëüøå ïëîòíîñòü ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ.Ïðè óñèëåíèè èìïóëüñà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïðîèñõîäèò ïðåèìóùåñòâåííîå óñèëåíèåïåðåäíåãî ôðîíòà èìïóëüñà. Ýòî ïðèâîäèò ê “ñâåðõñâåòîâîìó” ðàñïðîñòðàíåíèþ èìïóëüñà. Âðÿäå ñëó÷àåâ ýòî ìîæåò ïðèâîäèòü ê çíà÷èòåëüíîìó ñîêðàùåíèþ äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà èóâåëè÷åíèþ ïèêîâîé ìîùíîñòè.Ïðè èñïîëüçîâàíèè ìíîãîïðîõîäíûõ óñèëèòåëåé, óäàåòñÿ çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èòü êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ñëàáîãî ñèãíàëà.×òî äàëüøå. Ñ òî÷êè çðåíèÿ èñïîëüçîâàíèÿ àêòèâíîãî ýëåìåíòà â êà÷åñòâå óñèëèòåëÿëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, âàæíûìè âîïðîñàìè ÿâëÿþòñÿ ôîðìèðîâàíèå ïðîñòðàíñòâåííûõ,÷àñòîòíûõ è ïîëÿðèçàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ èçëó÷åíèÿ. Íàëè÷èå îïòè÷åñêèõ íåîäíîðîäíîñòåéïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó óõóäøåíèþ êà÷åñòâà ïðîñòðàíñòâåííûõ õàðàêòåðèñòèê.Ìàêñèìàëüíî äîñòèæèìûå ïðè óñèëåíèè ïëîòíîñòè ìîùíîñòè â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíèîãðàíè÷åíû äåéñòâèåì êîíêóðèðóþùèõ íåëèíåéíûõ ïðîöåññîâ, òàêèõ êàê äâóõôîòîííîå ïî-73Óñèëåíèå è ãåíåðàöèÿ èìïóëüñíîãî èçëó÷åíèÿâ òâåðäîòåëüíûõ ëàçåðàõ.Óñèëåíèå ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ.ãëîùåíèå, âûíóæäåííîå êîìáèíàöèîííîå ðàññåÿíèå è äð.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
