激光脉冲形成统计力学模型的解

我们提出了一种严格的统计力学理论，用于描述非线性多模激光系统。一个重要例子是当腔内加入可饱和吸收器后形成脉冲的被动模式锁激光。正如Gordon和Fischer[1]所示，脉冲形成是模式在有效“热力学”系统中自发有序相变，其中腔内噪声水平作为有效温度。在本文中我们给出一种被动模式锁模型的严格解。我们发现热力学仅取决于单个参数，计算了确切的模式锁临界点。我们绘制了相图并计算了统计量，包括由增益饱和函数决定的腔内功率以及在相变点附近的有限大小修正。我们指出热力学与增益饱和机制无关，均场计算能够正确地再现其结果。该研究的结果是一套新的可求解统计力学系统，具有不稳定的自互作用，伴随自然的全局功率约束，以及对重要的多模激光系统的精确描述。