Спектрально-динамические особенности поляризации активной среды и пространственно-временные эмпирические моды лазера с низкодобротным резонатором

На основе численного исследования установившейся сверхизлучательной лазерной генерации при непрерывной накачке с самосинхронизацией части квазистационарных мод найден ряд корреляционных эффектов, которые обусловлены собственной динамикой спектральной плотности поляризации активной среды с большим неоднородным уширением линии рабочего перехода и возникают, если скорость некогерентной релаксации оптических дипольных колебаний активных центров меньше скорости затухания оптического поля в резонаторе лазера. Для изучения обнаруженных эффектов развиты методы сравнительного анализа динамических спектров поляризации и поля с использованием их частотно-временных и пространственно-временных эмпирических мод, определяемых собственными ортогональными функциями специальных корреляционных матриц. Обсуждается взаимосвязь явлений сверхизлучения и самосинхронизации мод в рассматриваемом классе лазеров с низкодобротными резонаторами.

На английском языке
Spectral-Dynamical Peculiarities of Polarization of the Active Medium and Spatio-Temporal Empirical Modes of a Laser with a Low-Q Cavity
Kocharovskaya E.R.
Gavrilov A.S.
Kocharovsky V.V.
Loskutov E.M.
Mishin A.V.
Mukhin D.N.
Seleznev A.F.
Kocharovsky Vl.V.

We have found a set of correlation effects, which are due to the inherent dynamics of the spectral density of polarization of an active medium with strong inhomogeneous widening of the working transition line and occur, I the rate of incoherent relaxation of optical dipole oscillations of the active centers is lower than the rate of optical-field attenuation in the laser cavity. Our analysis is based on the numerical studies of the stationary superradiant laser generation during continuous pumping with self-locking of some of the quasistationary modes. For the purposes of studying the detected effects, the methods of comparative analysis of the dynamic spectra of polarization and the field have been developed. In these methods, the frequency-temporal and spatio-temporal empirical modes of the spectra are used, which are determined by orthogonal eigenfunctions of special correlation matrices. The interconnection of the supperradiance phenomena and mode self-locking in the considered class of lasers with low-Q cavities is discussed.