文档介绍：第四章连续激光器的稳态工作特性
§1 激光形成的条件
一、阈值条件
1、阈值增益系数
证
为使,必须有
2、阈值反转粒子数
证
(1)三能级
n1+n2=n
n2-n1=n
(2)四能级
n3=n
n3t=nt
二、起振模式数
1、激发参量
2、振荡线宽
(1)定义小信号增益曲线中大于Gt部分的线宽
3、阈值上能级粒子数
0
Gm
G0()
T
Gt
证
②非均匀加宽
证
(2)大小
①均匀加宽
3、起振模式数
[x]:取整函数
:本征纵模频率间隔
0
Gm
G0()
T
Gt
三能级激光介质总粒子数密度为n=51013m-1,发射截面为S=10-14m2,介质长l=20cm,单程损耗率δ= 、阈值反转粒子数密度和阈值上能级粒子数密度
例1
解
激光器腔内总损耗系数等于激活介质的峰值增益系数的1/4,分别按均匀加宽和非均匀加宽计算振荡线宽(荧光线宽F=150MHz)
例2
解
均匀加宽:
非均匀加宽:
He-Ne激光器放电管及腔长都为L=,直径为d=2mm,两反射镜透射率分别为0和T=,其它损耗的单程损耗率为δ=%,萤光线宽ΔF =1500MHz, 其峰值小信号增益系数Gm=3×10-4/d 1/mm。求①激发参量②可起振的纵模个数Δq
例3
解
δ=+=
§2 模式竞争
一、基本概念
满足振荡条件的激光纵模由于使用相同反转粒子数而产生的竞争
二、特点
1、均匀加宽
所有模式间有竞争,靠近中心频率处的模式取胜
0
Gt