激光原理第五章_华中科技大学课件.pdfVIP

第五章连续激光器的增益和工作特性 连续激光器的增益和工作特性 • 增益特性是分析激光器震荡条件、模式竞争、输 出功率和激光放大器净增益系数的基础。 • 激光器可以运行于连续和脉冲工作方式，连续运 行即稳定运行，也就是各能级的粒子数目以及腔 内的辐射场有稳定分布，而增益饱和是形成稳定 震荡的关键。 • 具有均匀加宽谱线和具有非均匀加宽谱线的工作 物质的增益饱和行为有很大差别，由此构成的激 光器的工作特性也有很大差别。 5.0小信号增益系数 • 1、增益系数 – 如图的工作物质，假设已经形成粒子数反转，有强度为I 的准单 0 色光入射，则： dI z I0 I(L) G   I z dz   I(z) dz I(L) – 如何用Δn表达G？ dI(z) –Δn可以用速率方程 表示，四能级系统中： I0 z z z+dz L   dN  g2  A21 c Rl c n  n g , N  N  2 1   0  dt g n   1   由损耗系数a决定 的光子平均寿命 5.0小信号增益系数 • 假设a很小，可以忽略，上式写成： dN A g2 n 21 g , N n , vN n n  n  0  21  0  2 1 dt n g  1 • 由于 dI z hvdN ，且 I z Nhv   dz vdt   dI z  