第四部分激光振荡特.PPT
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1、第四章 激光振荡特性,讨论激光器的振荡条件、激光形成过程、模竞争效应、激光输出功率或能量、弛豫振荡效应等基本特性。 基本处理方法:速率方程近似及工作物质增益饱和,激光器按泵浦方式可分为连续激光器(CWcontinuous wave laser )和脉冲激光器(pulsed laser)两大类。 连续激光器:激光工作物质的激励和相应的激光输出,在一段较长的时间内以连续的方式进行 脉冲激光器:激励和相应的激光输出,从时间上呈现出脉冲的过程,以三能级系统红宝石的激励过程为例,粒子数密度为n的红宝石被一矩形脉冲激励光照射,激励几率 ,求n2(t)?,S32W13 n30,未形成自激振荡或在阈值附近时可
2、忽略受激辐射,当t=t0时,n2(t)达到最大值;当tt0时, n2(t)因自发辐射而指数衰减。,可用稳态来处理。,则在整个激励持续时间,n2(t)处在,结论:脉冲激光器中,由于脉冲泵浦持续时间短,在尚未达到新的平衡之前,过程就结束了,所以在整个工作过程中,各能级的粒子数及腔内光子数均处于剧烈变化中,系统处于非稳态。而连续激光器中各能级粒子数及腔内辐射则处于稳定状态。 非稳态是系统打破原有热平衡状态到达新的稳态过程的一个阶段。,不断增长的非稳定状态。,如果脉冲泵浦持续时间t02(长脉冲),脉冲激光器也达到稳定状态,因此长脉冲激光器也可看成一个连续激光器。,小结:,连续激光器与脉冲激光器的理论处
3、理方法 激光器振荡阈值条件(nt, gt, Ppt, Ept) 激光器的振荡模式 起振与稳定工作条件 激光器输出功率与能量 弛豫振荡效应 单模激光器的线宽极限 频率牵引,Sum-up,小结:,均匀加宽激光器,1、增益曲线均匀饱和引起模式竞争,导致 理想情况下,输出应是单纵模的 2、增益的空间烧孔引起纵模的空间竞争导致多模振荡(气体、固体?),小结:,非均匀加宽激光器一般多纵模振荡,也存在模式竞争(烧孔重叠 ),小结:,均匀加宽单模激光器输出功率:,T1,输出最佳透过率,光泵情况:,非均匀加宽单模激光器输出功率:兰姆凹陷,短脉冲激光器的输出能量:,掌握基本概念: 什么是驰豫振荡,如何定性分析? 什么是线宽极限? 什么是频率牵引?,小结:,本章作业: 书本184-185页: 基本题:4、8、13、14,
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- 第四 部分 激光 振荡
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