В данной статье рассматриваются наиболее важные виды одночастотных лазеров. Одночатотные лазеры сильно различаются по мощности, спектральной ширине излучения, длине волны, сложности и цене.
К числу одночастотных лазеров относятся:
– Некоторые маломощные лазерные диоды, в особенности те, в которых излучение удерживается за счет градиента коэффициента преломления. Стабильность одномодового режима работы часто достигается с помощью распределенной обратной связи (DFB лазеры) или распределенных брэгговских отражателей (DBR-лазеры). Типичные ширины линий находятся в области мегагерц. Значительное уменьшение ширины линии возможно, например, за счет удлинения резонатора с помощью одномодового волокна, имеющего узкую полосу пропускания волоконной брэгговской решетки, или с внешним резонатором у диодных лазеров.
– Специальные виды волоконных лазеров для работы в одночастотном режиме. Некоторые из них основаны на однонаправленности петлевого резонатора, другие – на линейности резонаторов и очень коротких (сильно легированных) волокнах. В любом случае, обычно используется, по крайней мере, одна волоконная брэгговская решетка. Линейные волоконные лазеры иногда реализуется с помощью распределенной обратной связи. Очень узкие ширины линий в несколько килогерц могут быть достигнуты (в частности, с системами, имеющими несколько резонаторов), в то время как выходная мощность колеблется от нескольких милливатт до нескольких ватт, а в сочетании с одночастотным волоконным усилителем даже больше.
– Большинство твердотельных лазеров с диодной накачкой не могут работать в одномодовом режиме, это часто достигается с помощью однонаправленной петлевой конструкцией лазерного резонатора, часто с внутрирезонаторным фильтром, а иногда и с техникой в режиме скрученной моды (с круговой поляризацией излучения в резонаторе лазера). Выходная мощность может достигать уровня нескольких ватт, а ширина линии находится в пределах несколько килогерц.
– Вертикально-излучающие лазеры (VCSEL), имеют очень короткий монолитный резонатор и большие межмодовые расстояния, и легко излучают несколько милливатт на одной моде. Ширина линии, достигает нескольких мегагерц, но диапазон перестройки (без перескока мод) может быть очень большим.
– Одночастотная генерация может легко быть получена в гелий-неоновом лазере, если резонатор лазера достаточно короткий (порядка 20 см), так как ширина полосы усиления достаточно мала.
Большинство одночастотных лазеров работают непрерывно, но есть и одночастотные лазеры с модуляцией добротности, которые не имеют биения мод и, следовательно, обладают очень чистой формой импульсов и низким уровнем шума.
