激光原理與技術(shù)第一章-資料下載頁
2025-08-15 22:56本頁面
【正文】 的原子數(shù) (或稱集居數(shù) )服從玻爾茲曼統(tǒng)計分布 激光原理與 技術(shù) ? ?2121EEKTn en???21gg?2 1 2 1,E E n n?? 即在熱平衡狀態(tài)下，高能級聚居數(shù)恒小于低能級聚居數(shù) . 21EEvh???????? ? ????當 的 光 通 過 物 質(zhì) 時激光原理與 技術(shù) 1 1 2 2 2 1n W n W?處于熱平衡狀態(tài)下的物質(zhì)只能吸收光子 若 n2n1 物質(zhì)的光吸收可以轉(zhuǎn)化為自己的對立面 —— 光放大。 集居數(shù)反轉(zhuǎn) (也可稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn) )。只有當外界向物質(zhì)供給能量 (稱為激勵或泵浦過程 )，從而使物質(zhì)處于非熱平衡狀態(tài)時，集居數(shù)反轉(zhuǎn)才可能實現(xiàn)。激勵 (或泵浦 )過程是光放大的必要條件。 激光原理與 技術(shù) 三、光放大物質(zhì)的增益系數(shù)與增益曲線 激活物質(zhì) (或激光介質(zhì) )： 處于集居數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的物質(zhì)。一段激活物質(zhì)就是一個光放大器。 放大 (或增益 )系數(shù)： ? ? ? ? ? ?1d I zGzd z I z?表示光通過單位長度激活物質(zhì)后光強增長的百分數(shù)。 激光原理與 技術(shù) 光在介質(zhì)中傳播的物理圖像 激光原理與 技術(shù) ? ? ? ? ? ?2 1 2 1 2 1d I z W n z W n z h v d z??????? ? ? ? ? ?2 1 2 1vB h v z n z n z d z??? ????? ? ? ? ? ?2 1 2 1B h v I z n z n z d z?? ????? ? ? ? ? ?2 1 2 1G z B h v n z n z?? ????激光原理與 技術(shù) 若 n2(z)n1(z)與 z無關(guān)，則 G(z)為常數(shù) ? ? 00 GzI z I e?增益飽和效應 :n2(z)n1(z)隨 I增加而減少 ,因而增益系數(shù) G(z)也隨 I的增加而減小的效應 。 單位體積內(nèi)聚居數(shù)差值 00212101nnnnII????激光原理與 技術(shù) ? ? ? ?00021210011GnnG I B h v G IIIII?????或I0為飽和光強。 G0小信號增益系數(shù)（ I I0 ）。 I I0不滿足時稱為大信號增益系數(shù) (或飽和增益系數(shù) ) 激光原理與 技術(shù) 增益系數(shù)也是光波頻率 ? 的函數(shù)， G(?,I)隨 ?的變化曲線稱為增益曲線， ? ? 稱為增益曲線寬度。 激光原理與 技術(shù) 167。 14 光的自激振蕩 一 .自激振蕩概念 損耗系數(shù)：光通過單位距離后光強衰減的百分數(shù) ? ?? ?1d I zd z I z? ?? ? ? ? ? ? ?d I z G I I z d z???????? ? ,GI ?? ??時? ? 00m IIG ????激光原理與 技術(shù) 激光器應包括光放大器和光諧振腔兩部分，光腔的作用如下： 1．模式選擇。保證激光器單模 (或少數(shù)軸向模 )振蕩，從而提高激光器的相干性。 2．提供軸向光波模的反饋。 激光原理與 技術(shù) 二、振蕩條件 ? ? 000 0m II G G???? ? ? ?或 閾值振蕩： G0=? 腔內(nèi)光強維持在初始光強 振蕩條件的另一種形式表示形式： 0 ()G l l? ? ???G0l稱為單程小信號增益 激光原理與 技術(shù) ，還要采取什么措施使受激輻射成為增益介質(zhì)中的主要發(fā)光過程，而不是自發(fā)輻射？ ，可以增加增益介質(zhì)的長度 L 3. 技術(shù)上不能把介質(zhì)做得無限長，實現(xiàn)這一設想的措施是：采用光學諧振腔。如右圖所示這是一個簡單的光學諧振腔 —— 平行平面腔。 受激光在諧振腔中的放大 4. 光學諧振腔的作用
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