Лазерна динаміка відноситься до еволюції певної кількості лазерів у часі, наприклад, оптичної потужності та посилення.
Динамічна поведінка лазера визначається взаємодією оптичного поля в резонаторі та середовища підсилення. Взагалі кажучи, потужність лазера буде змінюватися з різницею між підсиленням і резонансним резонатором, а швидкість зміни посилення визначається процесом вимушеного випромінювання та спонтанного випромінювання (вона також може визначатися ефектом гасіння та процес передачі енергії).
Використовуються деякі конкретні наближення. Наприклад, коефіцієнт посилення лазера не надто високий. У безперервному світловому лазері співвідношення між потужністю лазера P і коефіцієнт посилення g в порожнині задовольняє наступне диференціальне рівняння зв'язку:
Де TR - час, необхідний для однієї поїздки в порожнину туди і назад, l це втрата порожнини, gсс - мале посилення сигналу (при даній інтенсивності накачування), τg – час релаксації посилення (зазвичай близький до часу життя верхнього енергетичного стану), і Esat є tвін насиченого поглинання енергії середовища підсилення.
У лазерах безперервної хвилі найбільше хвилююча динаміка — це поведінка перемикання лазера (зазвичай включаючи утворення стрибків вихідної потужності) і робочий стан, коли є порушення в робочому процесі (зазвичай релаксаційні коливання). У цьому відношенні різні типи лазерів мають дуже різну поведінку.
Наприклад, лазери з легованим ізолятором схильні до спайків і релаксаційних коливань, а лазерні діоди — ні. У лазері з модуляцією добротності дуже важлива динамічна поведінка, коли енергія, що зберігається в середовищі підсилення, сильно зміниться під час випромінювання імпульсу. Волоконні лазери з модуляцією добротності зазвичай мають дуже високі коефіцієнти посилення, і є деякі інші динамічні явища. Зазвичай це призводить до того, що імпульс має деякі підструктури у часовій області, що може не можна пояснити наведеним вище рівнянням.
Подібне рівняння також можна використовувати для пасивних лазерів із синхронизацією мод; тоді до першого рівняння потрібно додати додатковий член для опису втрати насиченого поглинача. Результатом цього ефекту є зменшення ослаблення релаксаційних коливань. Процес релаксаційних коливань навіть не затухає, тому стаціонарний розчин стає нестабільним, і лазердещо нестабільність з Блокування режимів з перемиканням Q або інші типи Q-перемикачаing.
Час публікації: 10.08.2021