激光原理與技術(shù)--第二章激光器的工作原理-wenkub.com
2025-02-18 10:07 本頁(yè)面
【正文】 2 2 2 2 2 139。同時(shí)， 較大， 保證了 上的粒子迅速轉(zhuǎn)移到基態(tài)，從而形成很大的粒 子數(shù)反轉(zhuǎn)。 21 激光器中出現(xiàn)的縱模數(shù) ?工作原子自發(fā)輻射的熒光線寬越大，可能出現(xiàn)的縱模數(shù)越多。 2. 產(chǎn)生對(duì)振蕩光束的控制作用 改變腔的參數(shù)如： 反射鏡、幾何形狀、曲率半徑、鏡面反射率及配置 1. 有效地控制腔內(nèi)實(shí)際振蕩的模式數(shù)目，獲得單色性好、方向性強(qiáng)的相干光 2. 可以直接控制激光束的橫向分布特性、光斑大小、諧振頻率及光束發(fā)散角 3. 可以控制腔內(nèi)光束的損耗，在增益一定的情況下能控制激光束的輸出功率 16 光學(xué)諧振腔的模式 (波型 ) ? 在具有一定邊界條件的腔內(nèi)，電磁場(chǎng)只能存在于一系列分立的本征態(tài)之中，場(chǎng)的每種本征態(tài)將具有一定的振蕩頻率和空間分布。從理論上分析這些腔時(shí)，通常認(rèn)為側(cè)面沒(méi)有光學(xué)邊界，因此將這類(lèi)諧振腔稱為 開(kāi)放式光學(xué)諧振腔，簡(jiǎn)稱開(kāi)腔 另一類(lèi)光腔為 氣體波導(dǎo)激光諧振腔 ，其典型結(jié)構(gòu)是一段空心介質(zhì)波導(dǎo)管兩端適當(dāng)位置放置反射鏡。如果腔的反射鏡緊貼激光棒的兩端，則在理論上分析這類(lèi)腔時(shí)，應(yīng)作為介質(zhì)腔來(lái)處理。作用是介質(zhì)中處于基態(tài)能級(jí)的粒子不斷被提升到較高的激光態(tài)能級(jí)上（抽運(yùn)） ?光泵浦、電泵浦、化學(xué)泵浦 ?固體激光器一般采用脈沖氙燈、碘鎢燈等光激勵(lì)辦法，而氣體激光器采用電激勵(lì)方法，通過(guò)放電直接激勵(lì)工作物質(zhì) ?全固態(tài)激光器、光纖激光器、半導(dǎo)體激光器 9 諧振腔 ?簡(jiǎn)單的諧振腔由兩個(gè)反射鏡組成，一個(gè)全反，一個(gè)部分透過(guò)。 ?沿諧振腔軸向傳播的光波在腔的兩反射鏡之間來(lái)回發(fā)射，反復(fù)通過(guò)激活介質(zhì)，使光不斷地被放大 ?限制模式、選擇頻率 10 光學(xué)諧振腔的構(gòu)成 光學(xué)諧振腔的構(gòu)成 最簡(jiǎn)單的光學(xué)諧振腔是在激活介質(zhì)兩端恰當(dāng)?shù)胤胖脙蓚€(gè)鍍有高反射率的反射鏡構(gòu)成。半導(dǎo)體激光器是一種真正的介質(zhì)波導(dǎo)腔。這樣，在空心介質(zhì)波導(dǎo)管內(nèi)，場(chǎng)服從波導(dǎo)中的傳播規(guī)律，而在波導(dǎo)管與腔鏡之間的空間中，場(chǎng)按與開(kāi)腔中類(lèi)似的規(guī)律傳播 。 ? 光學(xué)諧振腔的模式 : 諧振腔內(nèi)可能存在的電磁場(chǎng)本征態(tài)。 ?激光器腔長(zhǎng)越大，相鄰縱模的頻率間隔越小，同樣的熒光譜線線寬內(nèi)可以容納的縱模數(shù)越多。 四能級(jí)系統(tǒng) 四能級(jí)系統(tǒng)激光工作物質(zhì)的能級(jí)結(jié)構(gòu)和躍遷具有以下特點(diǎn) 3 0 3 0 3 2,S A S?? 2 1 2 1SA??10S1E 0EKT1E1E0E43 四能級(jí)系統(tǒng) 44 ?在一些簡(jiǎn)化條件下，S32W30, S32A30, S10W12, S10W03可得， )( 2121011210100312WASWSSWNN???由 N2N1，得到實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的必要條件是： 21010310SWAS?45 ? E1和 E2間的熱躍遷幾率近似有如下關(guān)系： 100 1 2 1EEKTs A e??所以有 100 3 2 1EEKTW A e???E1E0KT，所以 10 1EEKTe???W03表示泵浦水平， A21表示上能級(jí)到下能級(jí)的自發(fā)躍遷幾率 同三能級(jí)系統(tǒng)相比，
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