激光第4章.ppt

第四章 连续激光器的稳态工作特性;一、阈值条件;(1)三能级;证;3、起振模式数;;;§4.2 模式竞争;§4.2 模式竞争;§4.2 模式竞争; ;§4.2 模式竞争; ; ; ;非均匀加宽模式竞争特点;四、跳模现象;2、解释;§4.3 连续激光器的输出功率; 实验表明,在一定的激发速率下,即当 一定时,激光器的输出功率保持恒定,当外界激发作用增强时,输出功率随之上升,但在一个新的水平上保持恒定。下面分析这一稳定状态是如何建立起来的。 如果腔内某一振荡模式的频率为 ,开始时,由于 腔内光强 逐渐增加。同时,由于饱和效应, 将随 的增加而减少,但只要 ,这一过程就将继续下去,即 继续增加, 不断减小,直到 时，增益和损耗达到平衡, 才不再增加。这时,激光器建立了稳定工作状态。 ;当 时，入射光强 被放大，此过程称为小信号快放大过程；当 放大到可与 相比时，增益饱和效应使 转变为大信号增益系数 进入大信号慢放大过程；当 时，放大过程结束，保持稳定光强不变。;证;2、非均匀加宽激光器;§4.3 连续激光器输出功率;§4.3 连续激光器输出功率;§4.3 连续激光器输出功率;§4.3 连续激光器输出功率;§4.3 连续激光器输出功率;§4.3 连续激光器的输出功率;§4.3 连续激光器输出功率;§4.3 连续激光器输出功率; §4.3 连续激光器输出功率;§4.3 连续激光器输出功率; CO2激光器谐振腔长L＝0.8m，放电管直径d=20mm,输出镜透射率为T=0.04,其他往返损耗率a=0.04,求①腔内稳定光强②输出功率③最佳输出功率(设只有?0一个模式,所须经验公式: Gm =1.4× 10-2/d 1/mm, Is=72/d2 w/mm2) ;例3; He-Ne激光器的谐振腔长L=1.5m, 截面积S= 1 mm2,输出镜透过率为T＝0.02, 激活介质的多普勒线宽为??D＝1000MHz, 饱和参数为Is=10 w/mm2,现将此激光器激活，激发参数?=4,求总输出功率(所有模式都按中心频率计算);§4.4 线宽极限;3、分配给每个激光模式的自发辐射几率;令;(2) 表达式; 某激光器中心频率为?0 =5?1014Hz，谐振腔长L＝0.8m，单程损耗率?=0.04, 中心频率模式的输出功率为P=0.05w,求此模式的线宽极限。;??F;??T:振荡线宽 103MHz ;;§4.4 线宽极限;;例4;§4.5 频率牵引;二、频率牵引;3、牵引参量;例1