В статье представлен метод одновременной двухдлинноволновой генерации с использованием вертикального внешнего резонатора с поверхностной эмиссией лазера (Vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL) с сильным несоответствием усилительного спектра и мод резонатора. Разработана стабильная структура резонатора, теоретически предсказаны и экспериментально подтверждены три рабочих состояния VECSEL. По мере увеличения мощности накачки VECSEL внутренняя рабочая температура усилительного кристалла постепенно повышается, и VECSEL последовательно переходит через три режима работы: генерация на длине волны у края полосы, двухдлинноволновая генерация и генерация на длине волны моды резонатора. Изначальная длина волны генерации VECSEL находилась на длине волны, определяемой краевой модой (952,7 нм). С увеличением мощности накачки тепловой эффект усиливается, происходит конкуренция между длинами волн моды резонатора и края полосы, вследствие чего появляется явление двухдлинноволновой генерации. При приближении пиков интенсивности двух длин волн мощность лазерного излучения VECSEL достигает 359 мВт, а длины волн находятся на 954,2 нм и 1001,2 нм соответственно; вблизи этой точки кривая мощности явно показывает вторую пороговую особенность. При дальнейшем увеличении мощности накачки длина волны лазера переходит в длину волны моды резонатора, составляющую 1002,4 нм. В режимах одно- и двухдлинноволновой работы форма пятна VECSEL представляет собой симметричный круглый гауссов пучок, угол расходимости пучка увеличивается с 5,7° до 7,9°. Данная схема одиночного чипа с двухдлинноволновым выходом VECSEL имеет хороший потенциал применения в помехозащищенных лазерных радарах и в преобразовании частоты в терагерцевых лазерах.

Двухдлинноволновый лазер с поверхностной эмиссией; конкуренция мод; лазерный радар; преобразование частоты