4.2 אופני תנודה אורכיים בלייזר

עד כה ראינו כי אורכי הגל הנפלטים מהלייזר הם רק אלה המתאימים לאופני תנודה של המהוד.

מבין אופנים אפשריים אלו לא כולם יפלטו כקרינת לייזר, מכיוון שקיים תנאי נוסף: לאופני התנודה הנפלטים מהלייזר חייבת להיות לפחות הגברה מינימלית על מנת להתגבר על כל האיבודים (כפי שמוסבר בפרק 5).

הגברת מינימום זו מוגדרת כסף הלזירה.

סף הלזירה מתאר מצב בו ההגברה בלייזר שווה לאיבודים בו, כלומר: מסלול הלוך וחזור במהוד עם הגברה:

GL = 1

באיור 4.4 מתוארת עקומת ההגברה של התווך הפעיל של לייזר כפונקציה של התדירות, ועליה מסומנים סף הלזירה ואופני התנודה האפשריים במהוד.

עקומת הגברה של לייזר

איור 4.4: עקומת הגברה של לייזר

גובהו של קו סף הלזירה תלוי בסך כל האיבודים במסלול הלוך ושוב של הקרן במהוד, כולל הקרינה הנפלטת דרך מצמד המוצא. (בפרק 5 מוסברת עקומת ההגברה של הלייזר, צורתה האופיינית והרוחב שלה).

האזור הכהה תחת עקומת ההגברה ומעל סף הלזירה מסמן את כלל תחום התדרים בו יכולה להתרחש לזירה.

גובה עקומת ההגברה תלוי במידת העירור של התווך הפעיל ובאורכו.

על עקומת ההגברה "מולבשים" אופני התנודה המותרים המתוארים כסדרת קוים מאונכים במרחקים שווים אחד מהשני.

כפי שראינו בסעיף 4.1, אופני המהוד (אופני התנודה האורכיים המותרים במהוד) מתארים את תדירויות הקרינה היוצרות גלים עומדים במהוד.

גם לתדירויות אחרות הנמצאות תחת עקומת ההגברה באזור הכהה יש הגברה המספיקה ללזירה, אך הן אינן אופני תנודה מותרים במהוד.

בדוגמא המתוארת באיור 4.4 ניתן לראות, באזור בו ההגברה גבוהה מערך הסף, 5 אופני תנודה מותרים במהוד.

כלומר, רק 5 תדירויות אלו יופיעו במוצא הלייזר.

 

כפתור "הקודם" כפתור "הבא"