Временные режимы работы лазера

Лазеры непрерывного действия (CW) работают со стабильной средней мощностью луча. В большинстве систем большей мощности можно регулировать мощность. В маломощных газовых лазерах, таких как гелий-неоновый, уровень мощности фиксирован по конструкции, и производительность обычно ухудшается при длительном использовании.

Одноимпульсные (нормальный режим) лазеры обычно имеют длительность импульса от нескольких сотен микросекунд до нескольких миллисекунд. Этот режим работы иногда называют длинным импульсом или нормальным режимом.

Одноимпульсные лазеры с модулятором добротности являются результатом внутрирезонаторной задержки (ячейка модулятора добротности), которая позволяет лазерной среде сохранять максимум потенциальной энергии. Тогда при оптимальных условиях усиления излучение происходит одиночными импульсами; обычно временной интервал 10 ^-8 секунд. Эти импульсы будут иметь высокую пиковую мощность, часто в диапазоне от 10 ⁶ до 10 ⁹ Вт в пике.

Лазеры с периодическими импульсами или сканирующие лазеры обычно включают в себя работу импульсного лазера с фиксированной (или переменной) частотой импульсов, которая может варьироваться от нескольких импульсов в секунду до 20 000 импульсов в секунду. Направление непрерывного лазера можно быстро сканировать с помощью систем оптического сканирования, чтобы получить эквивалент повторяющегося импульсного выходного сигнала в заданном месте.

Лазеры с синхронизацией мод работают за счет резонансных мод оптического резонатора, которые могут влиять на характеристики выходного луча. Когда фазы разных частотных режимов синхронизированы, т. е. «сцеплены вместе», разные режимы будут интерферировать друг с другом, создавая эффект биения. Результатом является лазерный выход, который наблюдается в виде регулярно расположенных пульсаций. Лазеры, работающие в этом режиме с синхронизацией мод, обычно производят последовательность регулярно расположенных импульсов, каждый из которых имеет длительность от 10 ^-15 (фемто) до 10^-12 (пико) сек. Лазер с синхронизацией мод может обеспечивать чрезвычайно высокую пиковую мощность, чем тот же лазер, работающий в режиме модуляции добротности. Эти импульсы будут иметь огромную пиковую мощность, часто в диапазоне пиковой мощности 10 ¹² (тера) ватт.