Непуассоновские статистики фотонов в n-уровневом (n = 2 – 4) лазере выше порога генерации

Проведен количественный анализ квантовых флуктуаций числа фотонов в резонаторе одномодового лазера в квазилинейном приближении. Получена формула для общей четырехуровневой схемы, точная выше порога генерации, позволяющая также проводить расчеты флуктуаций для трех- и двухуровневых схем лазера. Выше порога генерации при соответствующих соотношениях между константами спонтанного распада в четырех- и трехуровневой схемах реализуется субпуассоновская статистика фотонов, в то же время при определенных соотношениях между константами распада, скоростью накачки и средним числом фотонов в резонаторе присутствуют флуктуации, подчиняющиеся как пуассоновской, так и суперпуассоновским статистикам с дисперсиями, много большими среднего числа фотонов. В двухуровневой схеме имеет место как пуассоновская, так и суперпуассоновские статистики с большими дисперсиями. Результаты расчетов указывают на отсутствие в общем случае когерентного глауберовского состояния поля в резонаторе лазера при значительном превышении порога.