模式跳變是一種主要在單頻激光器的背景下討論的現(xiàn)象。在某些外界影響下，這種激光器可能會在單一的諧振腔模式下工作一段時間，但隨后突然切換到另一種模式。這意味著另一種模式突然接收了所有的光功率；在很短的一段時間內，兩種模式都可能存在功率。 /qz( ra
在激光器的多模操作中，也可能存在不同模式組之間的轉換。然而，許多模式上的同時振蕩是最常見的，而不是完全的模式跳變，往往有更多的連續(xù)躍遷，光功率逐漸被重新分配。空間燒孔等非線性效應可以進一步影響該動態(tài)變化。 TKmC /c
模式跳變還可以涉及高階模式，或在具有偏振無關的增益激光器中具有不同偏振的模式。 {!,+C 0
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模式跳變的原因 RpreW7B_Q*
模式跳變經常受到外部因素的影響。例如，增益介質溫度的漂移會使最大增益的波長發(fā)生偏移，但不會使諧振器模式的頻率發(fā)生相同程度的偏移。(這可以發(fā)生在激光二極管中,溫度變化對增益最大值的影響通常超過諧振腔。)以前的激光發(fā)射模式可能不再是增益最高的模式，因此具有較高增益的競爭模式的功率可以迅速上升。 _x:K%1_[
激光諧振器的長度漂移基本上也會發(fā)生相同的現(xiàn)象，它改變了諧振器模式頻率，而沒有改變增益最大值。 lUp 7#q
這兩種模式跳變的起源通常是由于試圖調節(jié)激光器的波長。當然，外部的影響也可能是隨機噪聲，例如鏡面振動，溫度波動或泵浦功率的變化，或者外部光反饋。 f5O*Njl
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模式躍變的后果 2Gj&7A3b
模式跳變可以明顯地受到干擾，因為它們會使獲得連續(xù)的波長調諧變得困難。根據(jù)激光裝置的各種細節(jié)，波長可能會產生顯著的跳變，這些跳變之間只有微小的變化，或者它可以像鋸齒曲線一樣變化。 4iKT
模式跳變也會產生激光噪聲，如強度噪聲和其他參數(shù)的噪聲，特別是在模式跳變頻繁的情況下。 5o gbse"
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避免模式跳變 Qdtfi1_Y1
當激光諧振腔具有較大的自由光譜范圍，即其基模的頻率間隔較大時，通常更容易避免跳模。一些可調諧激光器只配備相應的短激光諧振腔，調諧范圍被限制在接近自由光譜范圍的值，例如對于緊湊的非平面環(huán)形振蕩器(NPRO或MISER)，調諧范圍可能為幾千兆赫茲。 *z(.D\{%
通過對諧振腔模式頻率和增益最大值的協(xié)調調諧，或者附加一個腔內光濾波器，可以獲得比自由光譜范圍寬得多的連續(xù)（模式跳變自由）調諧范圍。 f>RPh bq|
可以通過最小化外界噪聲對（例如，通過溫度穩(wěn)定）的影響以及使用具有較大自由光譜范圍的諧振器來抑制隨機模式跳變（見上文）。 oc15!M3$
還可以采用各種非線性項，這些非線性項有利于已經存在的激射模式而不是競爭模式。一個例子是準三能級激光增益介質非泵浦區(qū)的空間燒孔。類似的效果可以通過腔內倍頻來實現(xiàn)。
