نظریه تقویت نور توسط لیزرهای چند مدی کلاس a و b تا تقریب مرتبه دوم

در این جا نظریه تقویت خطی و غیرخطی نور توسط لیزرهای کلاس a و b در حالت نوسانی چند مد مورد بررسی قرار گرفته است. پدیده ترکیب چار موج (fwm) میان مد مرکزی کاواک و سیگنال ورودی تقویت شده، دنباله ای از مولفه های جانبی در میدان الکتریکی کاواک و در فواصل مساوی فرکانسی ایجاد می کند. تولید پالس های کوتاه به وسیله ی فاز مولفه های جانبی نشان داده شده است. در روش خطی، لیزرتقویت کننده ی سه مد شبیه به لیزر بدون تقویت کننده عمل می کند به گونه ای که نوسان های دو مد مجاور راست و چپ با سیگنال تقویت کننده ی ورودی و تصویر مولفه های جانبی جای گزین شده اند. در روش غیر خطی، ابتدا بیش از دو مولفه ی جانبی به مولفه های میدان الکتریکی کاواک اضافه و سپس مد مرکزی کاواک از سیگنال ورودی دور شده است. در همان زمان، با افزایش شدت سیگنال ورودی، تعداد فوتون های مد مرکزی به صفر کاهش می یابد. در این لحظه پدیده ی قفل شدگی رخ می دهد و به طور هم زمان همه ی مولفه های جانبی و مد مرکزی کاواک روی سیگنال تزریق شده پرش می یابند. سرانجام رابطه ی بقای انرژی میان انرژی ورود به لیزر توسط پمپاژ و سیگنال تزریق شده که بین مد مرکزی کاواک و مولفه های جانبی توزیع شده است، و تابش گسیل خودبخود، به دست آمده است.