9.1.3.  Селекция центральной продольной моды за счет уменьшения длины резонатора

Еще большее сужение генерируемой спект­ральной линии достигается тогда, когда выделяется (селектируется) единственная продольная мода, т.е. когда генерируется ла­кая-то одна из (заштрихованных см. рис. 7.14) спектральных линий резонатора. Обычно селектируют центральную продольную моду (центральную спектральную линию).

Напомним, что ширина () такой линии, измеряемая по шкале час­тот, определяется по формуле (7.34). Полагая, что добротность резонатора  и что для = 1 мкм частота  Гц (), находим, что  Гц. Чтобы получить соответствующую ширину  по шкале длин волн, надо восполь­зоваться соотношением:

.

Отсюда находим, что ширина () отдельной продольной моды имеет порядок 10 -5 – 10 -6 мкм.

Наиболее простой способ селекции центральной продольной моды предполагает уменьшение длины резонатора. Согласно формуле (7.33), измеряемое по шкале частот расстояние между соседними продольными модами обратно пропорционально длине резонато­ра:

.

С уменьшением длины резонатора () возрастает, соседние продольные моды как бы раздвигаются. А поскольку ин­тенсивность мод ограничена линией усиления, то такое раздвигание мод приводит к тому, что интенсивность центральной моды становится значительно больше интенсивности соседних мод. Под­нимая соответствующим образам уровень потерь, можно исклю­чить генерацию этих соседних мод. Для пояснения обратимся к рис. 9.2, где  показаны линия усиления и продольные моды для некоторой длины (L) резонатора, прямая АА – уровень потерь в резонаторе (рис. 9.2, а); проПодпись:  
Рис. 9.2. Селекция центральной 
продольной моды за счет уменьшения длины резонатора
дольные моды в случае, когда длина резонатора уменьшена вдвое по сравнению с исходной, прямая , соответ­ствующая новому уровню потерь в резонаторе (рис. 9.2, б).

Данный, способ селекции центральной продольной моды выгод­но отличается от других способов своей простотой. К сожалению, уменьшение длины резонатора имеет отрицательные стороны – снижается выходная мощность, увеличивается расходимость излу­чения. Поэтому более интересны способы селекции, основанные на использовании резонаторов с дополнительными зеркалами.