Влияние профиля интенсивности моды на кинетику населенности уровней иона тербия и возбуждение люминесценции в маломодовом халькогенидном световоде

На основе представлений волновой теории волоконных световодов рассмотрено возбуждение люминесценции в маломодовом световоде из халькогенидного стекла, легированного ионами тербия. Согласно волновой теории излучение, распространяющееся в световоде, является совокупностью мод, каждая из которых имеет свой профиль интенсивности в поперечном сечении световода. Разработана упрощенная теоретическая модель, отличающаяся от общепринятой феноменологической модели тем, что интенсивность излучения в поперечном сечении световода предполагается не постоянной, а зависящей от радиальной координаты в соответствии с профилем интенсивности заданной моды. В модельной задаче о кинетике населенности энергетических уровней иона тербия в стекле состава Ga₅Ge₂₀Sb₁₀Se₆₅ при поглощении излучения накачки с заданным профилем интенсивности установлено, что скорость изменения населенности и время формирования инверсной населенности зависят от радиальной координаты. Показано, что из-за радиальной зависимости населенности уровней происходит искажение профилей интенсивности мод, распространяющихся в световоде на длинах волн излучения накачки и люминесценции. Обсуждаются радиационные потери, возникающие при перестройке профилей мод, и применимость общепринятой феноменологической модели.