Laserová dynamika se týká vývoje určitého množství laserů v průběhu času, jako je optický výkon a zisk.
Dynamické chování laseru je určeno interakcí mezi optickým polem v dutině a ziskovým médiem. Obecně řečeno, výkon laseru se bude měnit s rozdílem mezi zesílením a rezonanční dutinou a rychlost změny zesílení je určena procesem stimulované emise a spontánní emise (může být také určena zhášecím efektem a proces přenosu energie).
Používají se některé specifické aproximace. Například zisk laseru není příliš vysoký. U kontinuálního světelného laseru je vztah mezi výkonem laseru P a koeficient zisku g v dutině splňuje následující spojovací diferenciální rovnici:
Kde TR je doba potřebná pro jednu zpáteční cestu v dutině, l je ztráta dutiny, gss je malý zisk signálu (při dané intenzitě čerpadla), τg je doba relaxace zisku (obvykle blízká životnosti horního energetického stavu) a Esat je tnasycená absorpční energie zesilovacího média.
U laserů s kontinuální vlnou je nejdůležitější dynamika spínací chování laseru (obvykle včetně vytváření špiček výstupního výkonu) a pracovní stav, kdy dojde k narušení pracovního procesu (obvykle relaxační oscilace). V těchto ohledech mají různé typy laserů velmi odlišné chování.
Například dopované izolační lasery jsou náchylné ke špičkám a relaxačním oscilacím, ale laserové diody nikoli. U Q-spínaného laseru je velmi důležité dynamické chování, kdy se energie uložená v zesilovacím médiu výrazně změní, když je emitován impuls. Q-spínané vláknové lasery mají obvykle velmi vysoké zisky a existují některé další dynamické jevy. Obvykle způsobí, že puls má nějaké podstruktury v časové oblasti, což může nelze vysvětlit výše uvedenou rovnicí.
Podobnou rovnici lze také použít pro lasery s pasivním uzamčením režimu; pak k první rovnici je třeba přidat další člen popisující ztrátu saturovatelného absorbéru. Výsledkem tohoto efektu je snížení útlumu relaxační oscilace. Relaxační oscilační proces se ani neztlumí, takže roztok v ustáleném stavu již není stabilní a laser mánějaký nestabilita z Zamykání režimu Q-spínačem nebo jiné typy Q-spínačeIng.
Čas odeslání: 10. srpna 2021