התנהגות ההגבר והספק המוצא של לייזר מצב מוצק פולסי

רוחב הקו של לייזר מצב מוצק בדרך כלל גדול מ- 30 גיגהרץ, שהם 3*1010 הרץ. ומכיל מספר רב (מאות) של אופני תנודה אורכיים.

עבור כל אחד מהם בנפרד מתרחש התהליך המתואר באיור 5.11.

התנהגות ההגבר והספק המוצא של לייזר מצב מוצק פולסי

איור 5.11: התנהגות ההגבר והספק המוצא של לייזר מצב מוצק פולסי.

איור 5.11 מתאר מקרה פשוט שבו בזמן t1 מתחילה שאיבה של התווך הפעיל בהספק קבוע.

באיור רואים כי:

  • החל מזמן t1 הגבר התווך הפעיל והגבר הלולאה גדלים במהירות עקב השאיבה החזקה.
  • בזמן t2, מגיע הגבר התווך הפעיל לערך הסף, וערך הגבר הלולאה ל1-, ומתחילה הלזירה.
    הגבר התווך הפעיל והגבר הלולאה ממשיכים לגדול, מכיוון שהספק המוצא עדיין לא הגיע לעוצמה המספיקה לגרום להגבר רוויה ול"שריפת חור" בעקומת ההגברה.
  • עד זמן t3 ערך השיא הגבוה של הגבר הלולאה גורם לפולס חזק של קרינת לייזר נפלטת, וע"י כך נופל ערך הגבר התווך הפעיל אל מתחת לערך הסף.
    מכיוון שערך הגבר הלולאה יורד אל מתחת ל1-, נפסקת הלזירה לזמן קצר, והתהליך מתחיל מחדש כל זמן שנמשך תהליך השאיבה.

כל אופן תנודה אורכי של הלייזר מתחיל בזמן שונה ועם פוטון שונה.

בין אופני התנודה השונים קיימת תחרות על האנרגיה הנמצאת בתווך הפעיל.

מכאן האופי האקראי של הספייקים: משך קיומו של כל Spike והספק השיא שלו.

גורמים נוספים המשפיעים על הספייקים הם:

  • שינויי הטמפרטורה בתווך הפעיל, הגורמים לשינויים במקדם השבירה שלו.
  • תנודות מכניות של המהוד, הגורמות לקפיצות בין אופני התנודה השונים.

 

כפתור "הקודם" כפתור "הבא"