Условия стационарной генерации (баланс фаз и баланс амплитуд)

; α- коэффициент усиления при плотности потока s.

При этом условие потери энергии компенсируется за счёт энергии получаемой световым пучком от активной среды. Т.к. лазер – есть оптический резонатор, то в теории лазеров широко используется теория колебаний. В связи с этим потеря энергии за период колебаний характеризуемой добротностью, т.е. отношением запасной энергии в системе к потерям за одно колебание: – добротность.

σ- площадь сечения пучка,

l – длинна резонатора.

- потери за период колебаний, т.е. за время ; v- скорость резонатора в среде.

Здесь учтено, что объёмная плотность энергии и складывается из равных объёмных плотностей 2х потоков энергии и движется в противоположном направлении.

– число стоячих волн (полуволн) в резонаторе. λ- длинна волны излучения.

Условие порога генерации:

Т.е. для осуществления генерации необходимо чтобы усиление на пути в было бы равно или больше величины обратной к добротности.

Порог генерации тем выше, чем меньше добротность, т.е. чем больше потери. А в сязи с этим для осевых лучей порог генерации достигается раньше и т.к. преимущественно с ними уносится энергия излучения лазера, то и само излучение сосредоточено в узком параллельном пучке лучей главным образом. Угол расходимости пучка определяется дифракцией.