激光器的输出特性

E p1 h p
n2tV
腔内产生的激光能量为
E内
h 0
E p1 h p
n2tV
01 p
Ep
h pn2Biblioteka BaiduV 1
01
p
E p E pt
输出能量为
E
E内T
T
0 p
10
Ep
E pt
0 p
10
E
pt
Ep E pt
1
长度，降低损耗都将使Pout提高
c. Pout和输出镜透过率T有关
dPout dT
1 2
I
S
A
2Gml
T
1
1 2
I
S
AT
2Gml
T 2
0
得最佳透过率
Tm 2Gml
最佳透过率时的输出功率为
1
Pm 2 IS A
2Gml
2
3.非均匀加宽单模激光器
在多普勒加宽的激光器中，频率为
的振荡模
a. 随 H 的增加，凹陷变宽变浅 D
b. 凹陷的深度和激发参量Gml 成正比
3）兰姆凹陷的应用
二、短脉冲激光器的输出能量
当
Eq1 h q
n2tV
时
腔内受激辐射光强不断增强 n2因受激辐射不断减少
E2能级剩余n2t个粒子通 过自发辐射返回基态
当n2 n2t时，受激辐射 光强迅速衰减熄灭
对激光能量有贡献的上能级粒子数为
有用输出损耗
r
1 2
ln
r1r2
1 2
1 r2
T 2
无用损耗用 表示，称为往返净损耗因子
往返一周的总损耗为
2＝2 r T
Pout
1 2
ATIS
2Gml
T
1
讨论
a.
Pout
IS
h 0 21 2
I S 大的工作物质可产生大的Pout
b.
Pout
和激发参数
Gml
有关，增加泵浦功率和工作物质
GH q , Iq
GH0 0
q
0
2
H 2
2
H
2
2
1
I q IS
l
当 q
时
0
GH 0, I0
GH0 0
1 1 I0
l
Is
I0
I
S
Gml
1
设激光束的有效截面面积为A，激光器的输出功率为
Pout
ITA
1 2
I0TA
1 2
ATIS
Gml
1
将激光器的损耗分成两部分，其中
q
沿z轴正方向传播时，将引起运动速度为
vz
c1 0 0
粒子的受激辐射
沿z轴负方向传播时，将引起运动速度为
vz
c1 0 0
粒子的受激辐射，这部分粒子的表观中心频率为
q 2 0 q
当 q 0时， q q
I
和I
在增益曲线上分别烧两个孔
Gi ( , Iq )
I
I
Gt
v
2 0 q 0 q
振荡模的增益系数为
一、连续或长脉冲激光器的输出功率
1.激光器稳定工作状态的建立
当泵浦功率Pp Ppt时
G0 q Gt
dNl 0 dt
Gq, Iq 不断减少
I
不断增强
q
G q , Iq
Gt
l
I q不再增加 激光器建立稳定工作状态
2.均匀加宽单模激光器
当T 1时，稳定工作时的增益系数G 1
l I I 腔内平均光强Iq I I 2I 稳定工作时大信号增益系数
Gi q , Iq
解得
Gm
e 4ln 2
q 0
2 D
2
1 I
l
I
I
I
S
Gml
e 4ln 2
q 0
2 D
2
2
1
当 q
时的单
0
模输出功率为
Pout
AIT
A
TIS
Gml
4ln 2 q 0 2
e
2 D
2
1
当 q
0时，I
和I
在增益曲线上烧的孔重合，烧
空深度
取决于腔内的平均光强
I0 I I 2I 稳态时的增益系数为
Gi 0, I0
解得腔内平均光强为
Gm
1 I0 l IS
I 0
I
S
Gml
2
1
输出功率为
Pout
AIT
1 2
ATIS
Gml
2
1
兰姆凹陷 1）兰姆凹陷形成原因
兰姆凹陷的宽度
H
1 Iq IS
2）影响兰姆凹陷的因素