Page 48 - 6378

Розглянута можливість підсилення світла реалізується в пристроях, що отримали

назву оптичних квантових підсилювачів світла, і застосовується переважно для підсилення
випромінювання твердотільних лазерів. Пропускаючи випромінювання лазера через

послідовність збуджених елементів, можна підсилити первинну хвилю у кілька разів.

Однак, щоб створити генератор незагасаючих коливань крім підсилення сигналу
треба, використовуючи додатний зворотний зв’язок, добитись автоколивного режиму. В

оптичних квантових генераторах (ОКГ) для цього активне середовище поміщають в

оптичний резонатор, який відіграє не лише роль додатного зворотного зв’язку, а й визначає
частотний та просторовий спектр випромінювання.

Оптичний резонатор представляє собою систему двох дзеркал (інтерферометр
Фабрі-Перо), узгоджених так, щоб випромінювання, яке виникло завдяки спонтанним

переходам, багато разів проходило крізь розміщене між ними активне середовище,
викликаючи явище вимушеного випромінювання. Конфокальний резонатор, що складається

з двох однакових сферичних дзеркал, фокуси яких спряжені в одній точці, є найпростішим і

типовим резонатором відкритого типу, умова резонансу в якому виконується лише для
хвиль, які поширюються вздовж його оптичної осі. Для стійкого існування плоских

однорідних хвиль скінченного розміру в резонаторі повинні утворитись стоячі хвилі, умовою
чого є пропорційність відстані між дзеркалами цілому числу півхвиль:

= 2. (50)

Хвилі індукованого випромінювання, двічі відбившись від дзеркал, повертаються до
атома у тій самій фазі, підсилюючи одна одну. Стояча електромагнітна хвиля в резонаторі

має як поздовжню, так і поперечну структуру. Коливання, для яких справджується умова

(50), називають поперечними модами резонатора. Вони характеризується певною
конфігурацією поля (розподілом амплітуд і фаз) на поверхнях дзеркал і певним числом

півхвиль . Для кожного вибраного напрямку (кожної поперечної моди) умова резонансу
може виконуватись не для однієї, а для цілої низки частот. Отже, всередині одної поперечної

моди може існувати багато коливань, які називають поздовжніми модами.
До просторових характеристик випромінювання також відноситься кут

розбіжності пучка, мале значення якого є притаманною ознакою для лазерів. Загалом, ця

розбіжність визначається дифракцією на вихідному отворі лазера. Причому напрямленість
випромінювання лазерів виникає не в результаті якихось особливих прийомів, а завдяки

самому характеру випромінювання, а саме його когерентності.

Будова гелій-неонового лазера. Розгляньмо коротко будову і специфіку роботи
− лазера, який здобув найбільше поширення у практиці, оскільки: