Управление выходными характеристиками излучения моноблочного кольцевого лазера на YAG: Nd3+ с монохроматической накачкой тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

Шабатько, Наталья Михайловна АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ
1995 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.21 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Управление выходными характеристиками излучения моноблочного кольцевого лазера на YAG: Nd3+ с монохроматической накачкой»
 
Автореферат диссертации на тему "Управление выходными характеристиками излучения моноблочного кольцевого лазера на YAG: Nd3+ с монохроматической накачкой"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ гол. М.В.ЛОМОНОСОВА

НАУЧНО-ИС СЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ШСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ р - ~ п „ им. Д.В.СКОБЕЛЬШКА

г ' '' и Н 2 3 ОКТ «о»

На правах рукописи УДК 621.373.8

Шабатько Наталья Михайловна

УПРАВЛЕНИЕ ВЫХОДНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ МОНОБЛОЧНОГО КОЛЬЦЕВОГО ЛАЗЕРА НА уас,:ш3 + С МОНОХРОМАТИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ

(Специальность О1.04.21 - лазерная физика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук

Москва 1995 г.

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте ядерно, физики МГУ им. М.В.Ломоносова.

Научные руководители - доктор физико-математических наук,

профессор Кравцов Н.В. - кандидат физико-математических наук, Наний O.E.

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Защита состоится НОЯ£>рЗ 1995 г. в часов

на заседании Специализированного Совета (Д-053.05.80) в Московско! государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119899 Москва, Воробьевы горы, НИИ® МГУ, 19 корпус, ауд. 2 -15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИЯФ МГУ.

- доктор физико-математических наук, Серкин В.Н.

- кандидат физико-математических наук, Гордаенко В.М.

- НИИ "Полюс"

Автореферат разослан & РЯ 1995 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат физ.-мат.наук

Радченко

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Проблема создания лазеров со стабильными генерационными характеристиками встала перед исследователями уже на самых ранних этапах развития квантовой электроники. И если для газовых лазеров она к настоящему времени практически решена, то для твердотельных лазеров (ТЛ) эта проблема еще далека от зэверзе::::".

Твердотельные лазеры на гранате с неодимом (уао:Ш3~) обладают удачным сочетанием механических, физических и спектрально-люминесцентных свойств активной среды, позволяющих реализовать практически все известные режимы генерации с хорошими выходными характеристиками. Высокие требования, предъявляемые к характеристикам генерируемого излучения лазеров на уас:к<з3', обусловлены возможностью использования лазеров этого типа в тагам областях, как лазерная гироскопия, интерферометрия, точные оптические измерения, когерентная оптическая связь.

Важным шагом на пути решения задачи получения высокостабильных режимов генерации явилась разработка ТЛ с монохроматической накачкой, в частности с полупроводниковой, - монолитных ТЛ, получивших в литературе название чип-лазеров . Совмещение з кристалле уас:Ш3+ функций активной среды и оптического резонатора в значительной мере обеспечило решение проблемы устранения технических шумов и резкого сужения спектра излучения.

Одной из особенностей современного состояния квантовой электроники является переход от этапа интенсивного накопления информации о характере и свойствах процессов, связанных с генерацией вынужденного излучения, к созданию лазеров с требуемыми спектральными, временными, энергетическими и поляризационными характеристиками.

Создание перестраиваемых по частоте ТЛ не только расширяет

возможности лазерной техники, но и стимулирует развитие новых направлений в смежных областях науки - лазерной спектроскопии, селективной фотохимии, дистанционного детектирования вещества. Одним из методов управления частотой излучения твердотельных кольцевых лазеров (ТКЛ) является метод, использующий механические деформации активного элемента. В ранее опубликованных работах изучение механизма перестройки и определение величины смещения излучения проводилось по гетеродинному сигналу от перестраиваемого лазера и лазера с фиксированной частотой. Очень интересным представляется проведение непосредственных измерений сдвига оптической частоты излучения кольцевого чип-лазера при его механической деформации. При создании упругих напряжений в активном элементе происходит изменение оптической длины резонатора. Опубликованные к моменту начала диссертации работы не давали оценки вкладов изменения геометрической длины лучевого контура и изменения показателя преломления кристалла при механических напряжениях. Эти оценки проведены в настоящей работе.

В лазерах, как в любых генераторах электромагнитных колебаний, существует тот или иной уровень шумов. Снижение уровня шумоЕ в выходном излучении лазера является необходимым условием достижения высокой частотной и амплитудной стабильности излучения ТЛ. В чип-лазерах в значительной мере удается ослабить влияние основных источников технических шумов, однако последние все же продолжают влиять на амплитудную и частотную стабильность излучения. Поэтому поиск возможных методов подавления шумов излучения ТЛ представляет несомненный интерес.

Исследование влияния внешнего магнитного поля на выходные характеристики излучения ТЛ является одним из интересных направлений лазерной физики. Если для газовых лазеров в решении задачи об управлении параметрами генерации с помощью магнитного *

поля достигнуты большие успехи, открывающие качественно. _..новые. возможности использования лазеров этого типа, то для ТЛ эта проблема еще не решена. Эффекты, возникающие при наложения магнитного поля на активный элемент лазера, могут существенным образом влиять на динамику генерации ТЛ. Однако детальное исследование зависимостей частотных и поляризационных характеристик твердотельных кольцернх лазеров от внесшего магнитного поля в настоящее время, насколько нам известно, отсутствует.

Целью диссертационной работы являлось создание и исследование моноблочного кольцевого твердотельного лазера на уас:Ш3+ с неплоским резонатором и монохроматической накачкой, работающего в различных режимах генерации; исследование влияния внешних периодических воздействий и внешнего магнитного поля на зыходныг характеристики моноблочного чип-лазера на уас:Ш3+; развитие методов управления спектральными и поляризационными характеристиками выходного излучения.

Нзучная новизна диссертационной работы заключается в следующем.

1. Исследован моноблочный кольцевой чип-лазер на уас:ш^ с неплоским резонатором и монохроматической накачкой, работающий в различных режимах генерации.

2. Исследован характер отклика кольцевого монолитного чш-лазера на внешние периодические воздействия на активный элемент лазера.

3. Проведены непосредственные измерения сдвига оптической частоты излучения кольцевого чип-лазера на уас:Ш3 + с неплоским резонатором при его механической деформации.

4. Проанализировано влияние эффекта фотоупругости и деформации геометрической длины лучевого контура на изменение частоты генерации лазера при создании упругих напряжений в активном элементе ТКЛ.

5. Осуществлено переключение частоты и плоскости поляризация

выходного излучения yag:nc¡3+ чип-лазера с помощью внешнего магнитного поля.

Практическая ценность работы состоит в следующем.

1. Обнаружена возможность параметрического подавления низкочастотных шумов при внешних периодических воздействиях на активный элемент кольцевого монолитного чип-лазера на YAG:Nd3+.

2. Продемонстрировано наличие в АЧХ кольцевых чип-лазеров характерных резонансов, положение которых чувствительно к оптической невзаимности резонатора, что позволяет использовать данное явление для измерения невзаимных эффектов, в частности, угловой скорости вращения чип-лазера или эффекта Фарадея в активной среде.

3. Осуществлена перестройка частоты излучения кольцевого чип-лазера при создании механических напряжений в активном элементе с периметром лучевого контура 29.5 мм в диапазоне 2.3 ГГц. Достигнутая величина перестройки в пересчете на соответствующую длину лучевого контура сравнима с максимальным на настоящее время сдвигом частоты излучения, полученным для линейного чип-лазера.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы отражены в публикациях и докладывались на Международной конференции "Оптика лазеров 93", г. Санкт-Петербург, 1993 г., на семинарах кафедры оптики и спектроскопии физического факультета МГУ.

Личный вклад автора. Основные результаты, приведенные в работе, получены самим автором, либо при его непосредственном участии.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы. Объем диссертации - 108 страниц машинописного текста, включая 19 рисунков. Список цитированной литературы 129 наименований.

-5-

II. СОДЕРЖАЩЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность выбранной теш диссертации, сформулирована цель работы, отмечены научная новизна, научная и практическая значимость, приведены защищаемые положения и кратко изложено содержание работы по главам.

Первая глава диссертации представляет собой обзор литература, посвященный методам управления частотными, поляризационными и флуктуационшми характеристиками выходного излучения твердотельных лазеров.

Во второй главе исследовано влияние на динамику излучения внешних периодических воздействий на активный элемент кольцевого

монолитного чип-лазера. Для модуляции параметров TKJÎ был жестко связан с пьззокерамической пластиной, что обеспечивало возникновение механических напряжений вдоль оси, лежащей в плоскости симметрии моноблока при подаче напряжения и на пьезоэлемент. Частота модуляции в процессе экспериментов менялась от I до 300 кГц. При мощностях накачки ч з 150 мВт в ÏKJÏ наблюдался стационарный двунаправленный режим генерации с примерно равными интенсивностями встречных волн. Спектр продольных мод состоял и-; одной "сильной" и одной "слабой" мода.

Выходное излучение характеризовалось значительными низкочастотными шумами в диапазоне 0-5 кГц. При возбуждении в активном элементе с помощью пьезоэлемента переменных механических напряжений, которые вследствие фотоупругого эффекта и механических деформаций оптического резонатора приводили к модуляции оптического периметра кольцевого чип-лазера, было обнаружено три характерных резонансных отклика интенсивности излучения на внешние возмущения на частотах £1= 50 кГц, f2 = 80 кГц, f3 = 155 кГц. Если резонанс на частоте f, обусловлен раскачкой автомодуляционных колебаний,

частота которых определяется связью встречных волн через обратное

рассеяние в активном элементе, то резонансы на частотах ^ и £2

представляют собой раскачку на релаксационных частотах и0/2гс и

Резонанс на частоте практически не зависит от мощности накачки, а при наложении внешнего магнитного поля частота ^ изменяется по характерному для автомодуляционных колебаний в ТКЛ закону: £3 = [ ¿з(н=о) + кн2 ]1/2, где н - амплитуда магнитного поля, а к - некоторый коэффициент, зависящий от конфигурации активного элемента. Отметим, что при воздействии внешнего сигнала на частоте амплитуда модуляции интенсивностей встречных волн увеличивается в несколько раз. Полуширина полосы захвата автомодуляционной частоты внешним сигналом зависит от интенсивности последнего и при амплитуде напряжения на пьзоэлементе составляла -15 кГц.

Обнаружено, что в центре полосы захвата происходит параметрическое подавление низкочастотных шумов, причем эффект носит пороговый характер. При амплитуде внешнего сигнала меньше пороговой ид (в нашем случае иц = 18 В) шумы не только не подавляются, но даже усиливаются. Эффект подавления низкочастотных шумов имеет место только внутри полосы захвата и отсутствует вне ее.

Качественно подавление низкочастотных шумов может быть объяснено следующим образом. В двунаправленном кольцевом чип-лазере при нарушении одно частотности генерации происходит существенное увеличение низкочастотных шумов по сравнению с одночастотным режимом, связанное с конкурентным взаимодействием различных типов колебаний. Развитие шумов может быть связано с тем, что коэффициенты связи встречных волн через обратное рассеяние для различных мод неодинаковы, а следовательно, и частоты

автомодуляцконных колебаний для генерируемых мод несколько различны. При одновременной генерации двух мод двойная модуляция суммарной мощности световых волн на несовпадающих частотах , по-видимому, и приводит к возникновению низкочастотных шумов. При перестройке спектра мод относительно спектра линии усиления возможно возникновение хаотических колебаний мощности излучения чип-лазера. Под воздействием сигнала внесшей модуляции прогсхода захват частоты автомодуляции генерируемых мод внешним сигналом. Синхронная автомодуляция приводит к увеличению глубины модуляции выходного излучения на частоте внешнего сигнала и стабилизирует режим генерации.

Резонансный пик на частоте £2 = 80 кГц соответствует обычным релаксационным колебаниям мощности, характерных как для кольцевых, так и для линейных твердотельных лазеров. Его положение Ее изменяется при наложении внешнего магнитного поля н или при вращении чип-лазера. Как показали исследования, внешнее воздействие на частоте релаксационных колебаний в двунаправленном чип-лазере приводит к существенному усилению низкочастотных иумсв, которые подавляются только при наложении достаточно сильного магнитного поля ( н г I кЭ ),• при этом устанавливается двунаправленная генерация.

Положение резонансного пика на частоте ^ = 50 кГц, напротив, существенно зависит от внешнего магнитного шля. В полях с н £ 200 Э амплитуда пика уменьшается, а полуширина увеличивается. При н г 300 Э резонансный пик расщепляется на две компоненты-, частота одной при увеличении н уменьшается, а частота второй - увеличивается, приближаясь к е2. При этом амплитуда более высокочастотной компоненты убывает с увеличением магнитного поля, а амплитуда пика, соответствующего более низкочастотной компоненте немонотонно зависит от магнитного поля н.

Проведенные исследования показали, что резонансный пик не частоте f1 расщепляется на две компоненты и при вращенш-чип-лазера. На основании проведенных исследований можно сделан вывод, что величина расщепления дfx = f1B - f1H зависит от разноси собственных частот кольцевого резонатора для встречных воле (частотной невзаимности резонатора). Это открывает принципиальнук возможность использования явления расщепления резонансной частота для измерения невзаимных эффектов, в частности угловой скорости вращения чип-лазера или эффекта Фарадея.

Третья глава посвящена исследованиям по перестройке частоты излучения моноблочного ТКЛ на yag :nd3 с помощью механических деформаций активного элемента, создаваемых пьезоэлементом. Для статической перестройки частоты излучения на пьзоэлемент подавалось постоянное напряжение с амплитудой до 800 В. Для свипирования частоты излучения лазера использовалось переменное напряжение в диапазоне от 0 до 600 кГц с амплитудой 80 В. Режим однонаправленной одночастогной генерации достигался помещением активного элемента во внешнее постоянное поле. Выходное излучение обладало линейной поляризацией, ориентация которой составляла 10° с плоскостью симметрии моноблока. При механической деформации активного элемента ориентация и характер поляризации не изменялись.

Регистрация изменения частоты излучения осуществлялась непосредственно по изменению оптической частоты с помощью двух интерферометров Фабри-Перо, один из которых имел область дисперсш 185 МГц, второй 5 МГц. Использование двух интерферометров с различными базами обеспечило как точное измерение частотных сдвигог при статической перестройке, так и наблюдение резонансных эффекта] при периодическом изменении механических напряжений. Изменен® интерференционной картины регистрировалось с помощью телекамеры сигнал с которой для автоматической обработки поступал н

измерительный комплекс на базе ЭВМ. _

В ходе экспериментов исследовалась зависимость величины перестройки от амплитуды и частоты приложенного напряжения. Зависимость величины перестройки от частоты модулирующего напряжения имела ярко выраженный резонансный характер. В диапазоне частот модулирующего напряжения 0 - 520 кГц обнаружено около 20 максимумов, причем некоторые могут быть разрешены на коекслысс пиков при более тонких измерениях.

Получена панорамная зависимость величины перестройки частоты излучения кольцевого чип-лазера от частоты напряжения, подаваемого на пьезозлемент. В работе также представлены зависимости величины перестройки от амплитуды модулирующего напряжения. В диапазоне частот на пьезоэлементе 0 - 180 кГц эти зависимости в первом приближении линейны.

Величина сдвига частоты излучения зависела от частоты модуляции гм ее крутизна менялась от 3.2 МГц/В при £м= 500 кГц до 12.9 МГц/В при £м= 280 и 35 МГц/В при 325 кГц. Наибольший диапазон свипирования частоты излучения получен при = 325 кГц и составил 2.3 ГГц при амплитуде управляющего сигнала 40 В.

В работе представлены спектрограммы излучения, полученные с

помощью интерферометра Фабри-Перо с дисперсией 185 МГц,

иллюстрирующие изменение диапазона свипирования частоты при

различных значениях управляющего напряжения вдали от главных

пезонансов ( £,, =140 кГц ). гл

Исследования показали, что положение резонансов и величина области перестройки в первом приближении не изменяются при переходе от однонаправленного режима генерации к двунаправленному.

Резонансная зависимость величины перестройки от частоты модуляции напряжения на пьзоэлементе, очевидно, объясняется возникновением механических резонансов системы кристалл

пьезоэлемент - корпус. Резонанс на частоте 280 кГц совпадает с фундаментальным акустическим резонансом для кристалла уас:ш3+. Широкий резонанс 325 - 360 кГц близок к собственной частоте пьезоэлемента.

При механической деформации активного элемента происходит изменение геометрической длины лучевого контура и изменение показателя преломления активной среда, что и обуславливает изменение частоты генерации. Была проведена качественная оценка вкладов этих эффектов в изменение частоты выходного излучения.

Изменение показателя преломления обуславливается явлением фотоупругости при механических напряжениях в кристалле. Как известно, кристалл граната относится к кубическому классу. При качественном рассмотрении можно считать, что кристалл уде:ш3+ имеет форму параллелепипеда и механическое напряжение возникает вдоль оси кубической решетки. В работе показано, что изменение показателя преломления при этом описывается формулой (случай сжатия кристалла):

дп = 0.5 ( п0 )3 ( Р11вг1 - Р11в12 - рг2в11 ) Т где п0- показатель преломления УАв:ш3 + при отсутствии напряжения,-Р1Х, р 2- фотоупругие постоянные уао:Ш3+; б12 - упругие

податливости уас.-ш3+,- т - напряжение, создаваемое пьезоэлементом.

При изменении геометрической длины резонатора наибольший вклад в| изменение периметра дает деформация по вертикальному участку! лучевого контура, деформации же на горизонтальных участках контура| резонатора оказываются значительно меньше.

При сравнении вкладов этих эффектов в перестройку частот генерации оказалось, что изменение частоты излучения в одинаково® степени обусловлено как деформацией геометрической длины лучевого контура, так и изменением показателя цреломления. В частности! оценки показывают, что при напряжении на пьезоэлементе 40

азменение собственной частоты резонатора должно составить около 30 МГц (21 МГл из • зз дефсрм;!;;;:;! контур.-) резонатора и 9 МГц из - за £отоупругого эффекта). Эти оценки хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Таким образом, проведенные исследования показали, что при механических напряжениях, создаваемых пьезоэлементом в моноблочном кольцевом лазере с неплоским резонатором с достаточно большим периметром лучевого контура (в нашем случае 1 ~ 30 мм, а Д1/1) может быть получена перестройка частоты генерации лазера до 2.3 ГГц. Отметим, что полученное значение диапазона перестройки при пересчете для резонатора с ь = I мм хорошо согласуется с рекордным значением величины перестройки, полученным для линейного лазера.

В четвертой главе экспериментально исследованы поляризационные и частотные характеристики монолитного кольцевого чип-лазера. Наложение магнитного поля на активную среду лазера приводит к возникновению в ней эффектов Зеемана и Фарадея, что оказывает в ряде случаев существенное влияние на динамику генерации. Однако детальные' исследования зависимостей частотных и поляризационных характеристик этих лазеров от внешнего магнитного поля в настоящее время, насколько нам известно, отсутствуют.

В данной главе исследовалось влияние постоянного магнитного поля на моноблочный кольцевой лазер на уао:Ш3+. Магнитное поле создавалось постоянным микромагнитом, ориентация которого вблизи активного элемента могла изменяться с помощью специального юстирующего устройства.

Проведенные исследования показали, что в отсутствие магнитного

золя при малом уровне накачки (превышение порога V * 1.1) лазер

работал в автомодуляционном режиме, причем генерация происходила

1а одной линейно поляризованной моде (направление поляризации

о

юлучения составляло угол 10 с плоскостью симметрии активного

элемента).Наложение на активный элемент магнитного поля с напряженностью I кЭ переводило лазер в режим однонаправленной генерации.

При превышении порога т? 2 1.1 генерация в отсутствие магнитного поля происходила на двух соседних продольных модах. Генерирующие моды были линейно поляризованы, а плоскости их поляризации -взаимно ортогональны. Наложеше магнитного поля в этом случае (в зависимости от ориентации относительно активного элемента) могло приводить к подавлению любой из генерируемых мод, т.е.позволяло переключать частоту и азимут поляризации излучения кольцевого чип-лазера.

Полученные экспериментальные результаты качественно можно объяснить, проанализировав влияние магнитного поля на структуру собственных типов колебаний (супермод) кольцевого твердотельного лазера со связью встречных волн через обратное рассеяние на неоднородностях. Обратное рассеяние приводит к тому, что собственные типы колебаний не являются чисто бегущими волнами. Для определения собственных значений и собственных частот в этом случае необходимо решать матричное уравнение для четырех компонент электрического поля.-

м+ Е+ Е+

л" м" Е" = X Е"

где

Л" =

г1/2е1Г

_г1/2еИГ

е" и е~- проекции волн, распространяющихся по (индекс "плюс") и| против (индекс "минус") часовой стрелки, на оси х и у,- м* - матрицы| Джонса для встречных волн кольцевого резонатора,- - сдвиг фаз при рассеянии, г - коэффициент связи встречных волн через обратное!

ассеяние; зг - матрицы рассеяния встречных волн, определяющие мплитуду и поляризационно-фазовые характеристики рассеянного злучения, попадающего в волну встречного направления,

В общем случае существуют четыре решения, которые различаются оляризациями, соотношением амплитуд компонент, распространяющихся противоположных направлениях, частотами и потерями. В отсутствие агнитного поля (а также вращения) амплитуда встречных волн ? зцдом собственном типе колебаний равны. При наложении еоднородного магнитного поля на моноблочный твердотельный лазер труктура собственных типов колебаний изменяется. При этом зобходимо учитывать, что за счет эффекта Фарадея в различных частках моноблока изменяются как потери для каждой из бегущих оляризационных компонент, ток и их частота. Изменение аспределения магнитного поля изменяет частотные сдвиги и потери ля бегущих компонент собственных типов колебаний, что приводит к вменению добрстностей собственных типов колебаний..

В работе представлены зависимости потерь для каждой из бегущих элн от угла неплоскостности кольцевого моноблочного резонатора и т величины магнитного поля, наложенного на чип-лазер, с учетом вязи встречных еолн через обратное рассеяние.

Если не учитывать связь встречных волн через обратное рассеяние, о при параметрах лазера, характерных для экспериментальных условий большая линейная фазовая анизотропия и существенное вращение оляризации, связанное с неплоским контуром резонатора), приводит к мене направления генерации в результате амплитудного невзаимного ффекта (фазовый невзаимный эффект при этом предположении не казывает влияния на амплитуда генерируемых волн).С учетом связи стречных волн через обратное рассеяние оказывается возможным езависимо изменять частоту, направление и поляризацию генерируемой

о лбы.

По этой причине в монолитном твердотельном кольцевом лазере даже в отсутствие специальных внутрирезонаторных элементов можно переключать поляризацию выходного излучения изменением ориентации внешнего магнитного поля. Следует отметить, что изменение поляризации излучения (при фиксированном направлении внешнего магнитного поля) может происходить и при изменении двулучепреломления активного элемента.

Таким образом, проведенные исследования показали, что относительно небольшие магнитные поля позволяют изменять плоскость поляризации выходного излучения лазера на 90° и осуществлять дискретную перестройку частоты излучения на величину межмодового интервала. Качественно полученные результаты могут быть объяснены на основе анализа потерь различных собственных мод кольцевого анизотропного резонатора с учетом влияния магнитного поля на генерируемые волны вследствие эффекта Фарадея.

В заключении даны основные результаты, полученные в диссертационной работе.

1. Создан и исследован моноблочный кольцевой твердотельный лазер на YAG.-Nd3+ с неплоским резонатором и монохроматической накачкой.

2. Исследованы зависимости модового состава излучения от превышения накачки над пороговым значением и от величины внешнего магнитного поля. Показано, что в случае возбуждения нескольких продольных мод, соседние моды ортогонально поляризованы.

Обнаружена возможность изменения плоскости поляризации излучения на л/2 и осуществление дискретной перестройки частоты генерации внутри межмодового интервала с помощью малых магнитных полей (до i кЭ). Дано качественное объяснение полученных результатов на основе анализа потерь различных собственных мод кольцевого анизотропного резонатора с учетом влияния магнитного поля на генерируемые волнь вследствие эффекта Фарадея в активной среде.

-153. Исследованы перестроечные характеристики кольцевого п-лазера "при создании в АЭ механических напряжений. Обнаружено, о механическая перестройка имеет ярко выраженный резонансный рактер.

Качественно проанализировано влияние явления фотоупругости и эметрической деформации лучевого контура моноблока на изменение стоты генерации лазера; показано, что оба эффекта внлсд

його порядка в перестройку частоты выходного излучения.

4. Экспериментально показано, что в чип-лазерах с достаточно льшой длиной лучевого контура осуществимо значительное изменение стоты генерации при относительно небольшой амплитуде аудирующего напряжения на пьезоэлементе. Максимальный диапазон рестройки составил 2.з ГГц.

5. Исследовано влияние внешних периодических воздействий на тявный элемент кольцевого монолитного чип-лазера в стационарном унаправленном режиме генерации. Обнаружено наличие нескольким зонансных откликов интенсивности излучения амплитудно-частотных рактеристик таких лазеров на внешний периодический сигнал.

Продемонстрирована возможность параметрического подавления зкочаототных шумов при создании переменных механически;« цряжений в активном элементе уас:ш3+- лазера.

Основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы следующих работах.

Кравцов Н.В., Нзний O.E., Шабатько Н.М. Ашлиту дно-частотные рактеристики и параметрическое подавление шумов в кольцевом ц-лазере. Квантовая электроника, 19, ы 10, 994-996 (1992).

Кравцов Н.В., Ларионцев Е.Г., Наний O.E., Макаров A.A., Фирсов В., Шабатько Н.М. Стабильность излучения и флуктуационные оцессы в твердотельных кольцевых чип-лазерах. Тезисы докладов на ждународной конференции "Оптика лазеров-93". Ч. 2. С.-Петербург,

с. 565 (1993).

3. Шабатько Н.М., Кравцов Н.В., Кравцов H.H., Наний O.E. Влияние магнитного поля на кольцевой чип-лазер на yag:nd3+. Квантова? электроника, 21, из, 709-710 (1994).

4. Кравцов H.H., Шабатько Н.М. Перестройка частоты иэлученш кольцевого чип-лазера на yag:nd3+. Квантовая электроника, 22, N8, 793-795, (1995).