Лазерная физика и лазерная оптика

Теоретическое исследование влияния параметров усиливающей и поглощающей среды на динамику когерентной синхронизации мод в двухсекционном лазере

Р. М. Архипов^a, М. В. Архипов^a, О. О. Дьячкова^ab, А. В. Пахомов^ab, Н. Н. Розанов<sup>a

a</sup> Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
^b Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Проведено теоретическое исследование влияния параметров усиливающей и поглощающей сред на динамику когерентной синхронизации мод (КСМ) в двухсекционном лазере. На основе аналитических расчетов и численного моделирования изучены условия формирования устойчивого режима КСМ при параметрах, характерных для терагерцовых квантово-каскадных лазеров (ККЛ). С использованием обобщённой теоремы площадей доказаны существование и устойчивость режима КСМ в таких системах. Численное решение нелинейных уравнений, описывающих взаимодействие излучения с активной и пассивной средами, позволило определить ключевые параметры, влияющие на динамику КСМ. Показано, что критическую роль играет соотношение времен релаксации населенностей в усиливающей и поглощающей средах. Полученные результаты важны для разработки самостартующих компактных лазерных систем, генерирующих короткие импульсы, в частности, для терагерцовых ККЛ. Такие системы перспективны для применения в сверхбыстрой спектроскопии и других приложениях, требующих стабильной генерации ультракоротких импульсов.

Ключевые слова: когерентная синхронизация мод, двухсекционный лазер, квантово-каскадный лазер, самоиндуцированная прозрачность, нелинейная динамика.

Поступила в редакцию: 15.04.2025
Исправленный вариант: 28.04.2025
Принята в печать: 29.04.2025

DOI: 10.61011/OS.2025.06.60916.7912-25

Реферативные базы данных:

•