ральної лінії з використанням селекторів працюють на основі кутовий селекції мод (дифракційні решітки, призми) [23,24]. Тому вона знайшла широке застосування в схемах задають генераторах (ЗГ) [25,26]. До недоліків цього способу селекції слід віднести малу енергію вихідного випромінювання.
Для широкоапертурних лазерів використовують нестійкі резонатори, які дозволяють зберегти енергетичні характеристики випромінювання на високому рівні і при цьому домогтися зменшення расходимости лазерного випромінювання. Недоліком нестійких резонаторів є присутність у вихідному випромінюванні істотної частки посиленого спонтанного шуму, що обмежує їх застосування як задаючих генератори. Нестійкий резонатор можна охарактеризувати наступними величинами: коефіцієнтом збільшення резонатора М, еквівалентним числом Френеля N екв, радіусом кривизни дзеркал R і довгою резонатора L.
Коефіцієнт збільшення нестійкого резонатора показує, у скільки разів збільшиться перетин пучка після повного обходу резонатора. Він відповідає за селектірующую здатність нестійкого резонатора, із зростанням М, яка збільшується. Але при збільшенні М також збільшуються втрати на випромінювання (втрати для сферичного дзеркала 1-1/М 2) внаслідок чого зменшується потужність генерації, а при досить великих М можливо також збільшення расходимости випромінювання пов'язане з переважанням УСИ при недостатній зворотного зв'язку.
В [27] наводяться умови, яким повинен задовольняти нестійкий резонатор для отримання ефективного зменшення кутової расходимости до дифракційної межі:
а) З точки зору збереження енергії випромінювання лазера рекомендується вибирати значення М такими, щоб значення виразу 1-1/М 2 відповідало б оптимальним втрат плоскопараллельного резонатора.
б) Число проходів має бути достатнім, щоб до насичення посилення нульова мода стала переважаючою.
У цьому випадку, необхідне число проходів задається виразом:
, (48)
де N f - число Френеля; - збільшення резонатора;
В роботі [22] отримано вираз для оптимального коефіцієнта збільшення в залежності від властивостей середовища і параметрів резонатора:
, (49)
де? 0 - коефіцієнт неселективних втрат; - довжина резонатора; вус - коефіцієнт підсилення активного середовища;
Також в [22] наводиться вираз для оцінки расходимости вихідного випромінювання в залежності від параметрів резонатора:
, (50)
де?- Кут розходження вихідного випромінювання;
а - розмір активної середовища; - число обходів резонатора;
М - коефіцієнт збільшення; - фокусна відстань опуклого дзеркала;
Параметр N екв характеризує втрати для мод, що формуються в резонаторі.
, (51)
де N f - число Френеля, визначається за формулою (47).
Також для ефективної роботи нестійкого резонатора необхідно щоб випромінювання генерації добре заповнювало перетин активного середовища по всій її довжині. Якщо це не так, то вихідна потужність лазера падає, причому більш різко, ніж відповідно до частки використовуваного об'єму. У тій області, де генерація відсутня, може розвиватися УСИ, яка може зменшити інверсію в основному обсязі. З іншого боку необхідно, щоб випромінювання не потрапило на елементи конструкції лазера. Крім зменшення еффектівності системи, це може призвести до збільшення расходимости за рахунок переотражения від елементів конструкції лазера і подальшого посилення відбитого пучка [22].
Таким чином, необхідно щоб конфігурація пучка поширюваного до вихідного дзеркала в точності повторювала конфігурацію активного середовища.
Найбільше поширення в ексимерних лазерах отримали телескопічні резонатори, і резонатори освічені плоским і опуклим дзеркалом, зображені на малюнку 11 б) і в) відповідно.
В роботі [21] вимірювалася просторова когерентність випромінювання. Зменшення расходимости лазерного випромінювання здійснювалося нестійкими резонаторами з високими коефіцієнтами збільшення М=20-120. Використання таких високих коефіцієнтів збільшення стало можливим, завдяки високому коефіцієнту посилення активного середовища при короткому імпульсі (20 нс). Отримані значення області когерентності склали 10 мм при використанні плосковипуклая резонатора з коефіцієнтом збільшення 120.
В [28] досліджувався резонатор утворений опуклими дзеркалами (радіус кривизни 5,44 і 3,6 м) малюнок 12 а). Расходимость випромінювання склала 0,09 мрад. І в 1,5 рази перевищує дифракційну межу (1,5 ...
