Inestabilidades en láseres de estado sólido y gran apertura

摘要

En los laseres de gran apertura, en los que la sección del medio activo es mayor que la cintura del haz gaussiano y el numero de Fresnel toma valores superiores a la decena, las pérdidas por difracción de los modos transversos de alto orden son relativamente reducidas, por lo que es frecuente que estas soluciones para las ecuaciones de Maxwell-Bloch en aproximación paraxial sean capaces de autoampliarse y participar en la dinámica transversa. La interacción no lineal entre modos transversos da lugar a la aparición de distintas inestabilidades espacio-temporales. En los láseres de estado s olido y alta ganancia estos comportamientos frecuentemente coexisten con otras formas de inestabilidad, generandose una dinámica de gran complejidad e interés. En esta memoria se recogen varios trabajos dedicados al estudio de las propiedades diná micas de un sistema l aser de estas características, operado en régimen libre y bombeado mediante dos l amparas de destello alimentadas por un pulso de alta intensidad. En el primero de estos trabajos se analiza la aparición de modos transversos no ortogonales. Dada la alta similitud entre los patrones experimentales y diferentes familias de modos electromagnéticos transversos (TEMs por sus siglas en ingles), de nidos para cavidades vacías y régimen de onda continua, es frecuente asumir que propiedades como la ortogonalidad de los modos can onicos son heredadas por los modos experimentales. Sin embargo en nuestro sistema la ortogonalidad no se cumple, como demuestra la persistencia de batidos de modos transversos en el espectro de la potencia total emitida por el laser. El an álisis del per l de uorescencia inducido por las lámparas de destello en el interior de un medio activo de Nd:YAG, as como la realización de simulaciones numé ricas en las que este per l es modelado en dos casos (uno simétrico y otro con una variación lateral del 10 %) nos permite relacionar la asimetría detectada en el bombeo experimental con la violación de la ortogonalidad en los modos resultantes. Este resultado amplía la lista de fen ómenos cuya capacidad para producir la desortogonalizaci ón del patron transverso es conocida...