Details

Предмет исследования. Характеристическое и дисперсионное уравнения мод лазера класса C и спектр этих мод. Цель работы. Определение зависимостей структуры поля, частот и волновых чисел мод от параметров лазера. Метод. Численное моделирование характеристического и дисперсионного уравнений лазера класса С, аналитические оценки в ряде частных случаев. Основные результаты. Проведен анализ структуры, частот и инкрементов/декрементов поляритонных мод в зависимости от коэффициента распределенной обратной связи встречных волн и уровня инверсии населенностей, создаваемого накачкой, для типичных параметров сверхизлучающего лазера с открытым комбинированным резонатором Фабри-Перо с распределенной обратной связью встречных волн, в котором время жизни фотонов меньше или порядка времени фазовой релаксации оптических дипольных колебаний активных центров. Показано, что изменение коэффициента распределенной обратной связи встречных волн позволяет эффективно управлять спектром поляритонных мод лазера, в частности, осуществлять генерацию на частотах внутри определяемой ей запрещенной фотонной зоны, из которой электромагнитные моды вытеснены. Практическая значимость. Полученные в работе результаты показывают, как изменение ряда параметров лазера отражается на спектре его мод, что необходимо для выявления возможностей управления лазерной генерацией.

Subject of study. Characteristic and dispersion equations of modes of a class C laser as well as a spectrum of these modes. Aim of study. Determine how the field structure, frequencies and wavenumbers of modes depend on laser parameters. Method. Numerical modeling of the characteristic and dispersion equations of a class C laser, analytical estimates in a number of special cases. Main results. The structure, frequencies and growth/decay rates of polariton modes are analyzed depending on the distributed-feedback coefficient of counterpropagating waves and the level of population inversion created by pumping for typical parameters of a superradiant laser with an open combined Fabry-Perot cavity with the distributed-feedback coefficient of counterpropagating waves, in which the photon lifetimes are less than or on the order of the phase relaxation time of optical dipole oscillations of active centers. It is shown that changing the value of the distributed feedback of counterpropagating waves makes it possible to effectively control the spectrum of polariton modes of the laser, in particular, to achieve lasing at frequencies inside the photonic bandgap defined by it, from which electromagnetic modes are displaced. Practical significance. The results obtained in this work show how a change in a number of laser parameters affects the spectrum of modes, which is required to control laser generation.