ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ НЕЛИНЕЙНОЙ ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН
Внутрирезонаторный оптический параметрический осциллятор: модель динамической системы с различными временами запаздывания для накачивающего и сигнального излучения
Ю. А. Морозов Саратовский филиал Института радиотехники и электроники
имени В. А. Котельникова РАН, Россия
Аннотация:
Большинство современных внутрирезонаторных оптических параметрических генераторов (осцилляторов, ОПО) строится по схеме с размещением однорезонаторного ОПО внутри резонатора лазера накачки. При этом резонаторы лазера накачки и излучения резонансного для поля ОПО (сигнального излучения) имеют, как правило, различные времена кругового обхода (запаздывания).
Цель настоящего исследования состоит в построении математической модели внутрирезонаторного оптического параметрического осциллятора (ВРОПО) как динамической системы с двумя значениями запаздывания в резонаторах накачки и сигнального излучения и применении этой модели для анализа состояния стационарного режима и его устойчивости.
Методы. Построенная математическая модель позволяет исследовать состояние равновесия динамической системы и с помощью решения характеристического уравнения - устойчивость этого состояния.
Результаты. Установлено, что множество решений характеристического уравнения состоит из комплексно-сопряженных пар с мнимыми частями, находящимися в приблизительно кратном отношении с частотами межмодовых колебаний в резонаторах накачки и сигнала. Построена диаграмма устойчивости на плоскости параметров длина резонатора ОПО - положение нелинейного кристалла внутри этого резонатора. Определены особенности разбиения этой плоскости на области устойчивости/неустойчивости в зависимости от поведения корней характеристического уравнения.
Обсуждение. Результаты проведенных исследований дополняют физические представления о внутрирезонаторных параметрических генераторах, поскольку позволяют рассматривать ВРОПО как динамическую систему с запаздыванием.
Ключевые слова:
трехволновое нелинейно-оптическое взаимодействие, полупроводниковый дисковый лазер, оптический параметрический генератор, динамическая система с запаздывающим аргументом.
УДК:
535.015; 535.14; 535.530; 537.86
Поступила в редакцию: 04.05.2021
DOI:
10.18500/0869-6632-2021-29-5-727-738