е рівною величині енергії, що втрачається в резонаторі. Ці втрати пов'язані з насиченням метастабильного рівня робочої речовини, після чого енергія накачування йде тільки на його розігрів, а також з наявністю безлічі інших чинників.
Система накачування
Для створення інверсної населеності середовища лазера використовуються різні механізми. У твердотільних лазерах вона здійснюється за рахунок опромінення потужними газорозрядними лампами - спалахами, сфокусованим сонячним випромінюванням (так звана оптична накачування) і випромінюванням інших лазерів. При цьому можлива робота тільки в імпульсному режимі, оскільки потрібні дуже великі щільності енергії накачування, викликають при тривалому впливі сильний розігрів і руйнування стрижня робочої речовини. У газових і рідинних лазерах використовується накачування електричним розрядом. Такі лазери працюють в безперервному режимі. Накачування хімічних лазерів відбувається за допомогою протікання в їх активному середовищі хімічних реакцій. При цьому інверсія населенностей виникає або безпосередньо у продуктів реакції, або у спеціально введених домішок з відповідною структурою енергетичних рівнів. Накачування напівпровідникових лазерів відбувається під дією сильного прямого струму через pn перехід, а також пучком електронів.
Оптичний резонатор
Дзеркала лазера не тільки забезпечують існування позитивного зворотного зв'язку, а й працюють як резонатор, підтримуючи одні генеруються лазером моди, відповідні стоячим хвилям даного резонатора, і пригнічуючи інші. Якщо на оптичній довжині L резонатора укладається ціле число півхвиль n:
, (5.4)
то такі хвилі, проходячи по резонатору не міняють своєї фази і внаслідок інтерференції підсилюють один одного. Всі інші, близько розташовані хвилі, поступово гасять один одного. Таким чином спектр собдарських частот оптичного резонатора визначається співвідношенням:
(5.5)
тут c - швидкість світла у вакуумі. Інтервали між сусідніми частотами резонатора однакові і рівні:
(5.6)
Лінії в спектрі випромінювання в силу різних причин завжди мають певну ширину. Тому можуть виникати ситуації, коли на ширину спектральної лінії укладається кілька власних частот резонатора. У цьому випадку випромінювання лазера буде багатомодовим. Синхронізація цих мод дозволяє домогтися того, щоб випромінювання являло собою послідовність коротких і потужних імпульсів. Якщо ж, то у випромінюванні лазера буде присутній тільки одна частота, в даному випадку резонансні властивості системи дзеркал слабо виражені на тлі резонансних властивостей спектральної лінії.
При більш строгому розрахунку необхідно враховувати, що посилюються хвилі, що поширюються не тільки паралельно оптичній осі резонатора, а й під малим кутом до неї. Умова посилення тоді приймає вигляд:
(5.7)
Це призводить до того, що інтенсивність пучка променів лазера різна в різних точках площини, перпендикулярної цьому пучку. Тут спостерігається система світлих плям, розділених темними вузловими лініями. Для усунення цих небажаних ефектів використовують різні діафрагми, що розсіюють нитки, а також застосовують різні схеми оптични...
