9.1.1.  Подавление нежелательных рабочих переходов

Прежде всего, отметим, что спектральные характеристики изле­чения определяются выбором активной среды. Активные центры характеризуются той или иной системой энергетических уровней и, как следствие, определенным набором генерируемых спектраль­ных линий. Используя различные типы лазеров, можно получить когерентное излучение, в принципе, любой длины волны в диапа­зоне примерно от 0,1 до 100 мкм и выше.

Говоря об управлении спектральными характеристиками ла­зерного излучения, будем рассматривать возможность воздейст­вия на частоту излучения после того, как выбраны тип лазера и конкретная активная среда.

Казалось бы, существует простой способ воздействия на спект­ральные характеристики испущенного лазером излучения, предпо­лагающий использование различного рода фильтров, которые про­пускали бы излучение лишь в определенном диапазоне длин волн. Однако этот способ малоинтересен, так как связан с большими по­терями световой мощности. На практике предпочитают управлять спектральными характеристиками излучения, применяя внутрирезонаторные методы, т.е. воздействуя на процесс генерации. Вмес­то того, чтобы «отсекать» световую мощность, излученную на «не­нужных» длинах волн, предпочитают позаботиться о том, чтобы на «ненужных» длинах волн излучение попросту не генерирова­лось.

У активного центра имеется, как правило, несколько рабочих переходов. Во многих случаях желательно, однако, чтобы генерация происходи­ла лишь на каких-то определенных переходах или даже на ка­ком-то одном переходе. На остальных рабочих переходах генера­ция не должна возникать; эти переходы, как говорят, должны быть подавлены.

В качестве примера возьмем гелий-неоновый лазер. Атомы неона имеют три основных рабочих перехода; им соответствуют длины волн 3,39, 1,15 и 0,63 мкм. Началь­ный коэффициент усиления растет в данном случае с увеличением длины волны. В то же время гелий-неоновый лазер используют обычно как источник красного излучения (0,63 мкм). Чтобы пре­дотвратить генерацию на переходах 3,39 и 1,15 мкм, применяют специальные селективные отражающие покрытия зеркал резона­тора. В результате генерация реализуется только на переходе, от­вечающем длине волны 0,63 мкм.