モード同期
単純なレーザーでは、これらのモードのそれぞれが互いに固定された関係をもたず独立して発振しており、一連の独立した別々のレーザーが、すべてわずかに異なる周波数で光を放出しているのと同等の動作をする。各モードの光波の位相は互いに同期されておらず、レーザーの材料の熱変化などによりランダムに変化しうる。発振モードが少ないレーザーでは、モード間の干渉によってレーザー出力にうなりが生じ、強度が変動する可能性がある一方、何千ものモードを持つレーザーでは、これらの干渉効果は平均されほぼ一定の出力強度になる傾向がある。
他のモードとの間の位相を同期させて動作する場合、レーザー出力はまったく異なる振る舞いをしめす。各モードが独立している場合はランダムまたは一定の出力強度をしめすが、レーザーのモードが同期すると、干渉により各モードすべてが周期的に強め合い、光の強いバーストまたはパルスを生じさせる。このようなレーザーは、「モード同期」レーザーもしくは「位相同期」レーザーと呼ばれる。パルスは、τ = 2L/cの時間間隔で発生する。ここで、τは光がレーザー 共振器を正確に1往復するのにかかる時間であり、レーザーのモード間隔の逆数と一致する(τ = 1/Δν)。
各パルス光の持続時間は、同相で振動するモードの数によって決まる(実際のレーザーでは、すべてのレーザーモードが位相同期されているとは限らない)。
17, Issue 2, pp. 12692–12697
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