Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 41, Numéro C9, Novembre 1980
Third International Symposium on Gas-Flow and Chemical Lasers
Page(s) C9-37 - C9-43
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1980906
Third International Symposium on Gas-Flow and Chemical Lasers

J. Phys. Colloques 41 (1980) C9-37-C9-43

DOI: 10.1051/jphyscol:1980906

SATURATION OF THE GAIN AND INDEX OF REFRACTION IN HF CW CHEMICAL LASERS

D. L. Bullock

TRW-DSSG, Rebondo Beach, U.S.A.


Résumé
Un simple modèle de laser chimique de type HF CW, comprenant trois niveaux oscillatoires différents, a été récement construit. Les équations relatives au débit ont été résolues grâce à des transitions à double branche active P, qui relient les trois niveaux. Ces équations décrivent le développement des densités du groupement comme fonction de l'état des quanta oscillatoires et rotatifs, ainsi que de leur composante de vélocité le long de l'axe optique du résonateur laser. Un résonateur optique géométrique Fabry-Pérot est employé ici. En examinant le gain comme fonction de la fréquence, l'on peut rapidement noter dans le modèle la présence de brûlure de cavité, et d'augmentation de cascade. De plus, il y a lieu de souligner le phénomène de dispersion locale anomale, laquelle est due à l'absorption de résonance par les modes de résonateur longitudinaux. La saturation du gain et de l'indice de réfraction est définie comme fonction de pression, de type de résonateur (onde stationnaire ou mobile), et de longueur de résonateur.


Abstract
A simple three vibrational level model of an HF CW chemical laser has been constructed. Rate equations, which govern the vibrational and rotational state number densities as a function of their velocity component along the optical axis of the laser resonator, are solved in the presence of lasing on two P-branch transitions connecting the three levels. A Fabry-Pérot geometrical optics resonator model is used. The presence of hole burning and cascade enhancement is readily observed in the model through examination of the gain as a function of frequency, as well as the phenomenon of local anomalous dispersion due to resonance absorption by the longitudinal cavity modes. The saturation of the gain and index of refraction is reported as a function of pressure, resonator type (standing or traveling wave), and resonator length.