Введение
1. Состояние исследований пространственной структуры излучения лазеров с продольной накачкой 12
1.1. Особенности лазеров с продольной накачкой 12
1.1.1. Схема продольной оптической накачки 12
1.1.2. Соотношение между диаметрами моды и накачки 13
1.1.3. Профилированное усиление и механизм искажения пространственной структуры излучения 14
1.2. Подходы к описанию лазеров с продольной накачкой 15
1.2.1. Приближение амплитудного экрана 15
1.2.2. Методы расчета пространственной структуры излучения 18
1.2.3. Способы характеризации пространственной структуры 19
1.3. Синхронизация поперечных мод в лазерах с продольной диодной накачкой. 20
2. Структура основной моды аксиально-симметричных лазеров с устойчивыми резонаторами при пространственно неоднородном усилении 30
2.1. Постановка задачи 30
2.1.1. Модельный резонатор 30
2.1.2. Итерационный метод Фокса-Ли, система уравнений 32
2.1.3. Параметр |/?о|2 как характеристика основной моды 35
2.2. Результаты расчёта зависимости |/?о|2 от параметров конфигурации g\, g2 36
2.3. Структура основной моды в критических конфигурациях 38
2.4. Обсуждение результатов 41
2.4.1. Физическая интерпретация на основе фазовых набегов 42
2.4.2. Разложение по системе лагерр-гауссовых функций 43
2.5. Структура основной моды в резонаторе некритической конфигурации и в случае внутрирезонаторной диафрагмы 49
2.6. Краткие итоги 51
3. Влияние параметров пространственно неоднородного усиления на основную моду в окрестности критических конфигураций 53
3.1. Влияние коэффициента и степени неоднородности усиления 53
3.2. Матричное представление взаимодействия пучковых мод при пространственно неоднородном усилении 55
3.3. Аналитическая модель двух взаимодействующих пучков 59
3.4. Определение пороговых значений параметров, обеспечивающих синхронизацию поперечных мод 61
3.4.1. Случай строгого вырождения 61
3.4.2. Случай отстройки от строгого вырождения 65
3.5. Краткие итоги 69
4. Пространственная структура излучения при синхронизации поперечных мод в лазере с астигматическим резонатором 71
4.1. Экспериментальная установка 71
4.2. Распределения интенсивности выходного излучения при различных длинах резонатора 73
4.3. Численная модель расчета пространственной структуры излучения лазера с нарушенной аксиальной симметрией 77
4.3.1. Представление распределений комплексной амплитуды 77
4.3.2. Элементарные оптические системы 78
4.3.3. Составные оптические системы 80
4.3.4. Расчет мод резонатора 80
4.4. Результаты расчета, сравнение с экспериментом и обсуждение 81
4.5. Особенности фокусировки излучения, формируемого при синхронизации поперечных мод 88
4.5.1. Изучаемые пучки 89
4.5.2. Экспериментальная регистрация продольных оптических ландшафтов 91
4.5.2. Обсуждение 93
4.6. Симметрия пространственной структуры излучения при синхронизации поперечных мод в условиях астигматизма резонатора 95
6.6.1. Условия реализации круговой симметрии и ее нарушения 95
4.6.1. Численное моделирование распределений интенсивности для различных коэффициентов пропускания выходного зеркала 100
4.6.3. Экспериментальная проверка 101
4.7. Краткие итоги 103
5. Особенности фокусировки излучения диодных линеек с волоконным выводом и структура излучения компактного NdiYLF^aaepa 105
5.1. Пространственное распределение интенсивности излучения диодных линеек с волоконным выводом и расчет инверсии в схеме продольной накачки твердотельных лазеров 105
5.1.1. Пространственное и угловое распределения излучения на выходе световода 105
5.1.2. Моделирование распространения пучка накачки 108
5.1.3. Экспериментальная регистрация распределений интенсивности накачки 111
5.2. Пространственная структура излучения компактного Nd: YLF-лазера с накачкой мощным одиночным лазерным диодом 114
5.2.1. Схема компактного лазера 115
5.2.2. Пространственная структура излучения в случаях кристаллов Nd:YLF и Nd:YAG 116
5.3. Краткие итоги 119
Заключение 120
