3(第二节)第一章激光原理.ppt

谱线加宽：;谱线加宽：;（1）多普勒加宽：相对于接收器以不同速度运动的原子辐射被探测到的辐射中心频率不同，形成多普勒加宽。;线型函数g(v)：;无谱线加宽下 爱因斯坦系数（跃迁系数）： Aul Bul Blu 辐射几率Wul=pBul 吸收几率Wlu=pBlu;1.7.2 吸收截面和发射截面;1.7.3谱线加宽下的增益系数;1.7.3谱线加宽下的增益系数;1.7.3谱线加宽下的增益系数;均匀加宽gN(v) (1.66a);1.8 激光器的速率方程;1.8.1 速率方程的建立;1.8.4：速率方程的稳态解 公式1.96 的稳态解.;1.8.2 固体 三能级系统 速率方程组;1.8.1速率方程的解-------固体 三能级系统 速率方程的解; 小信号（I0） ; △Nul(0) ;1.8.4：速率方程的稳态解 公式1.96 的稳态解.; △Nul(0) ;在谱线加宽下，反转粒子数饱和效应： 当频率v，光强为I的单色光入射时，在均匀加宽工作物质中，反转粒子数密度为：;G(0)(v) [G(0)H(v); G(0)D(v)];（1）均匀加宽工作物质：;光强增大过程中，增益系数会随光强的增加而下降，当光强增大到可以和饱和光强相比拟时，增益系数达饱和状态，称为增益系数达饱和。;均匀加宽工作物质：;（2）非均匀加宽工作物质：;（2）非均匀加宽工作物质：;非均匀加宽激光器中粒子数反转烧孔效应;饱和光强（Is） 反转粒子数饱和△Ns 增益饱和G(s)(v);1.9连续与脉冲工作;1.10激光放大的阈值条件;E1 N1;题型：如图写出固体三能级系统速率方程组，并解出典型三能级系统（N3≈0）的N2（t）解。以及推导出固体激光器在瞬态工作情况下，激光放大粒子数反转的条件;1.10.2阈值增益系数和阈值反转粒子数密度;1.10.2阈值增益系数和阈值反转粒子数密度;1.10.3连续/长脉冲阈值光泵功率;;;1.11.2.激光器稳定状态的建立;I=I0eGz GH (v，Iv) ； GH (V1，Iv1）;最终形成稳定振荡的只有一个模，其频率最接近工作物质的中心频率;1.11.4非均匀加宽激光器的多模振荡;;1.12.1 连续激光器的输出功率;二、非均匀加宽单模激光器输出功率;1.12.1 脉冲激光器的输出能量;1.13 激光器的单模线宽极限和弛豫振荡;;1.14 激光器的泵浦技术;基态能级;1.14 激光器的泵浦技术;;激光产生的本质是受激辐射光放大。即在外界泵浦作用下，工作物质处于粒子数反转分布状态，当光通过工作物质时，受激辐射超过受激吸收。若在增益介质的有效长度内光强可以从微小信号增长到饱和光强，则可形成激光，而在形成饱和光强的过程中，各种波模通过模式竞争最终形成稳定的激光。;作业;E1 N1;题型：如图写出固体三能级系统速率方程组，并解出典型三能级系统（N3≈0）的N2（t）解，以及推导出固体激光器在瞬态工作情况下，激光放大粒子数反转的条件