Аннотация:Усовершенствована физическая модель для расчета динамики генерации быстропроточного лазера с неустойчивым резонатором. Усовершенствованная модель учитывает время формирования поля в резонаторе. Показано, что при достаточно высокой скорости потока активной среды можно рассчитывать на получение автомодулированной импульсно-периодической генерации с частотой следования импульсов в несколько сотен килогерц при длительности импульса менее 1 мкс.
На основе усовершенствованной модели проведены расчеты различных режимов генерации в широком диапазоне параметров активной среды и резонатора. Показано, что характерной особенностью рассматриваемой системы вне зависимости от используемой модели является наличие как областей частых и редких автомодулированных колебаний, так и наличие области хаотической генерации.
Выявлены основные физические закономерности формирования и распространения в резонаторе импульсов генерации с использованием обеих моделей. Показано, что принципиальные отличия моделей приводят к заметно различной динамике генерации, вследствие чего границы областей существования различных режимов в обеих моделях не совпадают.
Путем сравнения расчетных данных показано, что квазистационарное приближение не может претендовать на корректное описание формы импульсов генерации во всем исследованном диапазоне изменения скорости потока активной среды. В то же время обе модели дают сравнимые результаты как по форме импульсов, так и по частоте их следования при невысоких скоростях потока (не более нескольких десятков метров в секунду).
На основе анализа спектров Фурье и сечений Пуанкаре проведено сравнение характеристик хаотической генерации. Сравнение показало, что имеются общие специфические особенности хаотической генерации в данной системе. Эти особенности отражают наличие двух различных механизмов восстановления инверсии в резонаторе, а не являются следствием применения той или иной физической модели.