深圳大学电子科学与技术学院：《激光原理 Principle of Laser》课程教学资源（PPT课件）第四章 激光振荡特性 第三部分 输出功率与能量

深圳大学电子科学与技术学院 (一)激光器稳态工作的建立 当g9(y)>g时,dNdr>0,腔内光强不断增加。无限增加? 如果腔内某一振荡模式的频率为ν,开始时,由于 g("n)>g,腔内光强l逐渐增加,同时由于饱 和效应,g(va)将随的增加而减少,但只 要g(vq)仍比g大,这一过程就将继续下去, 即/继续增加,gv)不断减小,直到 g(v)=g,=δ/增益和损耗达到平衡,V9不再 增加。这时,激光器建立了稳定工作状态

深圳大学电子科学与技术学院 （一）激光器稳态工作的建立 如果腔内某一振荡模式的频率为q，开始时，由于 q gt g I q ( ,  )  , 腔内光强Iq逐渐增加，同时由于饱 和效应，g(q ,Iq ) 将随Iq的增加而减少，但只 要g(q ,Iq ) 仍比gt大，这一过程就将继续下去， 即Iq 继续增加， g(q ,Iq ) 不断减小，直到 g I g l q t q ( ,  ) = = ,增益和损耗达到平衡，Iq不再 增加。这时，激光器建立了稳定工作状态。 当g 0 ()>gt时，dNl /dt>0，腔内光强不断增加。无限增加?

深圳大学电子科学与技术学院 当外界激发作用增强时,小信号增益系数g(ν) 增大,此时必须增大到一个更大的值才能 使8(vaV)降低到g并建立起稳定工作状态, 因此激光器的输出功率增加。 稳态工作时的大信号增益系数总是等于g 结论:在一定的激发速率下,即当g()一定 时,激光器的输出功率保持恒定;当外界激 发增强时,输出功率随之上升,但在一个新 的水平上保持恒定

深圳大学电子科学与技术学院 • 当外界激发作用增强时，小信号增益系数g 0 () 增大，此时Iq必须增大到一个更大的值才能 使g(q ,Iq ) 降低到gt并建立起稳定工作状态， 因此激光器的输出功率增加。 • 稳态工作时的大信号增益系数总是等于gt 。 • 结论：在一定的激发速率下，即当g 0 ()一定 时，激光器的输出功率保持恒定；当外界激 发增强时，输出功率随之上升，但在一个新 的水平上保持恒定

深圳大学电子科学与技术学院 (二)连续或长脉冲激光器的输出功率 1、均匀加宽单模激光器 ?腔内平均光强q 在驻波型激光器中,腔内存在着沿腔轴方向传播的光 Ⅰ和反方向传播的光,二者同时参与饱和作用 如果T<<1,稳态工作时增益系数也很小,近似认为 14=1,腔内平均光强l=21。 稳态情况下,gn(vn,L)=g g(v)δ 1 求得腔内平均光强为

深圳大学电子科学与技术学院 （二）连续或长脉冲激光器的输出功率 1、均匀加宽单模激光器 ??腔内平均光强Iq 在驻波型激光器中，腔内存在着沿腔轴方向传播的光 I+和反方向传播的光I-，二者同时参与饱和作用 如果T<<1，稳态工作时增益系数也很小，近似认为 I+ =I-，腔内平均光强Iq=2 I+。 稳态情况下， 0 ( ) 1 ( ) q H q s q g I l I     = + 求得腔内平均光强为 0 ( ) ( ) 1 q H q s q g l I I       = −       ( , ) H q t q g I g   =