第四章激光振荡特性 讨论激光器的振荡条件、激光形成过程、 模竞争效应、激光输出功率或能量、弛豫 振荡效应等基本特性。 ·基本处理方法:速率方程近似及工作物质 增益饱和
第四章 激光振荡特性 • 讨论激光器的振荡条件、激光形成过程、 模竞争效应、激光输出功率或能量、弛豫 振荡效应等基本特性。 • 基本处理方法：速率方程近似及工作物质 增益饱和
·激光器按泵浦方式可分为连续激光器(CW continuous wave laser)和脉冲激光器( pulsed laser)两大类。 连续激光器:激光工作物质的激励和相应的 激光输出,在一段较长的时间内以连续的方 式进行 脉冲激光器:激励和相应的激光输出,从时 间上呈现出脉冲的过程
• 激光器按泵浦方式可分为连续激光器(CW— continuous wave laser )和脉冲激光器(pulsed laser)两大类。 • 连续激光器：激光工作物质的激励和相应的 激光输出，在一段较长的时间内以连续的方 式进行 • 脉冲激光器：激励和相应的激光输出，从时 间上呈现出脉冲的过程
以三能级系统红宝石的激励过程为例 粒子数密度为n的红宝石被一矩形脉冲激励光 照射,激励几率 W,0<t≤ 求n2() W13(t) 13 o t>to =nW13-n3(S32+A31) (n2-2n1)o21(v,v)N-n2(S21+A2)+n2S2 f1 n1+n2+n2=n 21 RI
以三能级系统红宝石的激励过程为例 粒子数密度为n的红宝石被一矩形脉冲激励光 照射，激励几率 ，求n2 (t)？ = 0 ( ) 13 13 W W t 0 0 0 t t t t R l l l l l N n N f f n dt dN n n n n n N n S A n S f f n dt dn nW n S A dt dn = − − + + = = − − − + + = − + ( ) ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( ) 1 2 1 0 1 2 2 1 2 3 1 2 1 0 2 2 1 2 1 3 3 2 1 2 2 2 1 1 3 3 3 2 3 1 3
S>>N13>neo dn3s0 n S-n.W() 未形成自激振荡或在阈值附近时可忽略受激辐 射 dt n 13(t)n-n2() A2n, s a + a A21+S2 n2()=-n +nwi t (0<t≤t0) 71 n2
S32>>W13 n30 0 3 dt dn ( ) 1 13 1 3 32 nW t n S = 未形成自激振荡或在阈值附近时可忽略受激辐 射 2 2 1 2 1 1 3 2 2 ( ) ( )[ ( )] A n t W t n n t dt dn = − − − + = − + W t A e W A W n n t 1 1 3 2 2 1 ( ) 1 1 1 3 2 2 1 1 1 3 2 (0 ) 0 t t 32 1 32 31 21 2 21 21 S S A A A S = + = +
t>l时,W13(1)=0,n2()=2(t)有 当t=t时,n2(达到最大值;当>t时,n2(因 自发辐射而指数衰减 若激励持续时间t>>z2(z2 ),当t>>τ2时, n2(O)已完成了增长过程而达到稳定值 7W1 可用稳态来处理 21 +n13 72
( ) 0 13 2 2 0 0 2 2 1 ( ) 0 ( ) ( ) t t A t t W t n t n t e − − = = 时， ， 当t=t0时，n2 (t)达到最大值；当t>t0时，n2 (t)因 自发辐射而指数衰减。 ( ) , ) t 1 t ( 2 0 2 2 1 2 1 0 2 2 已完成了增长过程而达到稳定值 若激励持续时间 ，当 时， n t A S + = 1 13 2 21 1 13 2 ( ) W A W n n t + 可用稳态来处理。