Laserdynamica verwijst naar de evolutie van bepaalde hoeveelheden lasers in de loop van de tijd, zoals optisch vermogen en versterking.
Het dynamische gedrag van de laser wordt bepaald door de interactie tussen het optische veld in de holte en het versterkingsmedium. Over het algemeen zal het laservermogen variëren met het verschil tussen de versterking en de resonantieholte, en de snelheid van verandering van de versterking wordt bepaald door het proces van gestimuleerde emissie en spontane emissie (het kan ook worden bepaald door het uitdovingseffect en de proces van energieoverdracht).
Er worden enkele specifieke benaderingen gebruikt. De laserversterking is bijvoorbeeld niet te hoog. In een continulichtlaser is de relatie tussen het laservermogen P en de versterkingscoëfficiënt g in de holte voldoet aan de volgende koppelingsdifferentiaalvergelijking:
Waar TR is de tijd die nodig is voor één rondreis in de holte, l is het holteverlies, gss is de kleine signaalversterking (bij een gegeven pompintensiteit), τg is de gain-relaxatietijd (meestal dicht bij de levensduur van de bovenste energietoestand), en Esat is tde verzadigde absorptie-energie van het versterkingsmedium.
Bij continue golflasers is de meest betrokken dynamiek het schakelgedrag van de laser (meestal inclusief de vorming van pieken in het uitgangsvermogen) en de werkstatus wanneer er een storing is in het werkproces (meestal een relaxatie-oscillatie). In deze opzichten hebben verschillende soorten lasers zeer verschillende gedragingen.
Gedoteerde isolatorlasers zijn bijvoorbeeld gevoelig voor pieken en ontspanningsoscillaties, maar laserdiodes zijn dat niet. In een Q-switched laser is het dynamische gedrag erg belangrijk, waarbij de energie die is opgeslagen in het versterkingsmedium sterk zal veranderen wanneer de puls wordt uitgezonden. Q-switched fiberlasers hebben meestal zeer hoge winsten, en er zijn enkele andere dynamische verschijnselen. Het zorgt er meestal voor dat de puls enkele substructuren in het tijdsdomein heeft, wat kan: niet worden verklaard door de bovenstaande vergelijking.
Een soortgelijke vergelijking kan ook worden gebruikt voor lasers met passieve modusvergrendeling; dan moet de eerste vergelijking een extra term toevoegen om het verlies van de verzadigbare absorber te beschrijven. Het resultaat van dit effect is dat de verzwakking van de relaxatie-oscillatie wordt verminderd. Het relaxatie-oscillatieproces verzwakt niet eens, dus de steady-state-oplossing wordt niet langer stabiel en de laser heeftsommige instabiliteit van Q-switched mode-locking of andere soorten Q-switching.
Posttijd: 10 aug-2021