激光原理與技術(shù)--第二章激光器的工作原理(參考版)
2025-02-24 10:07本頁面
【正文】 1 1 1 1()e x pN g NN g NN g N g E EN g N g k T???????? ????能級簡并： 57 愛因斯坦系數(shù) 212 1 2 1to tN N NE E h v???? 2122112112ABNBNtBNBNt?????????2112 1 2 12 1 22 1 1自發(fā)輻射系數(shù)自發(fā)輻射壽命 = A受激輻射系數(shù)＝－ （ ）受激吸收系數(shù)＝－ （ ）2 1 2 122 2 12 0 0()tAtN NAtN t N e N e ???? ?????E2 E1 A21 B21 B12 58 愛因斯坦系數(shù) 212 21 2 21 21 1 21 12212121211 12 212 212121121 122NN0ttN ( ) ( )1 ( ) ( ) e xp( ) 1hkTA N B N Bh ABg B heg B k ThABgBBg?? ? ? ?? ? ????? ? ????????? ???2323熱平衡： ＝ ＝8c（ ）＝8c59 。2 2 239。 四能級系統(tǒng) 四能級系統(tǒng)激光工作物質(zhì)的能級結(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 四能級系統(tǒng) 44 ?在一些簡化條件下，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表示上能級到下能級的自發(fā)躍遷幾率 同三能級系統(tǒng)相比，四能級系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 46 ?四能級系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，對泵浦水平要求低得多，意思四能級系統(tǒng)較之三能級系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)激光振蕩 ?由上式， E1和 E0能級的能量差越大，對四能級系統(tǒng)越有利，因此需要選擇合適的工作物質(zhì) ?已有的性能較好的激光器絕大多數(shù)屬于四能級系統(tǒng) 47 量轉(zhuǎn)換 ?激光器組成 48 固體激光器基本結(jié)構(gòu) 1. 激光工作物質(zhì) 2. 泵浦源 3. 聚光腔 4. 諧振腔 5. 冷卻與濾光 49 固體激光器的能量轉(zhuǎn)換 50 A21 B12 B21 E2 S3
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