Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 1239-1244 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:0199000250120123900

A numerical model of CW active mode-locking of solid state lasers including intracavity second harmonic generation

V.P. Petrov¹, W. Rudolph² et V.D. Stoev<sup>1

1</sup>  Department of Quantum Electronics, Faculty of Physics, University of Sofia, BG-1126, Sofia, Bulgaria
²  Department of Physics, Friedrich-Schiller University, DDR-6900, Jena, G.D.R.

Abstract
We develop a numerical model of active mode-locking of solid state lasers taking into account the coherence time of the active medium. The results are compared to the analytical treatment of Kuizenga and Siegman for extremely short pulse durations. The effects of intracavity frequency doubling and of a nonlinear mirror are easily incorporated into the model. The model is applied to find the optimum conditions for additional pulse shortening and frequency conversion based on these two effects.

Résumé
On développe un modèle numérique de la synchronisation active des modes de lasers à l'état solide en tenant compte du temps de cohérence du milieu actif. Les résultats sont comparés au traitement analytique de Kuizenga et Siegman pour les impulsions de très courte durée. Les effets associés à la génération de deuxième harmonique à l'intérieur de la cavité et à l'insertion d'un miroir non linéaire sont introduits dans le modèle. Le modèle est utilisé pour établir les conditions optimales pour la réduction de la durée des impulsions et la conversion de fréquence consécutives à ces effets.

PACS
4260F - Laser beam modulation, pulsing and switching: mode locking and tuning.
4255R - Lasing action in other solids.
4260D - Laser resonators and cavities.
4265K - Optical harmonic generation, frequency conversion, parametric oscillation and amplification.
4330 - Laser beam interactions and properties.
4340 - Nonlinear optics and devices.
4320G - Solid lasers.
4320L - Laser resonators and cavities.

Key words
laser accessories -- laser cavity resonators -- laser mode locking -- mirrors -- optical harmonic generation -- solid lasers -- CW active mode locking -- solid state lasers -- intracavity second harmonic generation -- numerical model -- coherence time -- active medium -- short pulse durations -- intracavity frequency doubling -- nonlinear mirror -- pulse shortening