Пространственно-временные неустойчивости в широкоапертурных лазерах
Анчиков Д.А., Кренц А.А., Молевич Н.Е., Пахомов А.В.

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва
(национальный исследовательский университет)(СГАУ),
Самарский филиал Физического института имени П.Н. Лебедева РАН

Аннотация:
Работа посвящена теоретическому исследованию пространственно-временной динамики ши­рокоапертурных лазеров. Проведён анализ устойчивости пространственно однородного режима генерации. Показано, что в таких лазерах реализуется волновая неустойчивость, построена бифуркационная диаграмма. Проведено численное моделирование пространственно-временной динамики лазера, подтвердившее выводы линейного анализа. На нелинейной стадии развития возмущения наблюдаются переключения между различными пространственными модами.

Ключевые слова :
широкоапертурные лазеры, поперечная неустойчивость, уравнения Максвелла–Блоха.

Литература:

  1. Houlihan, J. Experimental observation of traveling waves in the transverse section of a laser / J. Houlihan, J.R. O’Callaghan, V. Voignier, G. Huyet, J.G. McInerney // Optics Letters. – 2001. – Vol. 26(20). – P. 1556-1558. – ISSN 0146-9592.
  2. Otsuka, K. Generation of vortex array beams from a thin-slice solid-state laser with shaped wide-aperture laser-diode pumping / K. Otsuka, S.-N. Chu // Optics Letters. – 2009. – Vol. 34(1). – P. 10-12. – ISSN 0146-9592.
  3. Chen, Y. Spontaneous transverse pattern formation in a microchip laser excited by a doughnut pump profile / Y. Chen, Y. Lan // Applied Physics B. – 2002. – Vol. 75(4). – P. 453-456. – ISSN 0946-2171.
  4. Staliunas, K. Transverse Patterns in Nonlinear Optical Resonators / K. Staliunas, V.J. Sanchez-Morcillo. – Sprin­ger-Verlag Berlin Heidelberg, 2003. – 225 p.
  5. Anchikov, D.A. Dynamic modes of wide-aperture laser systems above the second lasing threshold / D.A. Anchikov, A.A. Krents, N.E. Molevich, A.V. Pahomov // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. – 2014. – Vol. 41(8). – P. 226-229. – ISSN 1068-3356.
  6. Fischer, I. Complex spatio-temporal dynamics in the near-field of a broad-area semiconductor laser / I. Fischer1, O. Hess, W. Elsasser, E. Gobel // Europhysics Letters. – 1996. – Vol. 35(8). – P. 579-584. – ISSN 0295-5075.
  7. Krents, A.A. Cascade of torus doubling bifurcations in a detuned laser / A.A. Krents, N.E. Molevich // Quantum Electronics. – 2009. – Vol. 39(8). – P. 751-756. – ISSN 1063-7818.
  8. Кренц, А.А. Пространственно-временная динамика поперечного профиля оптического поля в лазере с отстройкой частоты / А.А. Кренц, Н.Е. Молевич // Компьютерная оптика. – 2010. – Т. 34, № 4. – С. 525-530.
  9. Caldero’n, О.G. Local-field effects in pattern formation in large-aspect-ratio lasers / O.G. Caldero’n, E. Cabrera, M. Anto’n, J.M. Guerra // Physical Review A. – 2003. – Vol. 67(4). – P. 438121-438129. – ISSN 1050-2947.
  10. Jacobsen, P.K. Space-time dynamics of wide-gain-section lasers / P.K. Jakobsen, J.V. Moloney, A.C. Newell, R. Indik // Physical Review A. – 1992. – Vol. 45(11). – P. 8129-8137. – ISSN 1050-2947.
  11. Ohtsubo, J. Semiconductor Lasers. Stability, Instability and Chaos. Third Edition / J. Ohtsubo. – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013. – 570 p.
  12. Cross, M.C. Pattern formation outside of equilibrium / M.C. Cross, P.C. Hohenberg // Reviews of Modern Physics. – 1993. – Vol. 65(3). – P. 851-1112. – ISSN 0034-6861.
  13. Agrawal, G.P. Nonlinear Fiber Optics / G.P. Agrawal. – 4th Edition. – Academic Press, 2006. – 529 p.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20