激光器的工作原理ppt課件-文庫吧資料
2025-05-07 08:54本頁面
【正文】 I的光波僅在頻率 附近寬度 范圍內(nèi)的粒子有增益飽和作用 增益系數(shù)在 處下降的現(xiàn)象稱為增益系數(shù)的 “ 燒孔 ”作用 )(?DG圖 213 非均勻增寬型增益飽和 ?1?1????? 21)](1[ sII1?1?15 非均勻增寬型介質(zhì) 增益系數(shù) 燒孔效應(yīng) 和前面的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布曲線一樣， 除燒孔處曲線外都是小信號的 增益 曲線 燒孔的寬度仍為 孔深比粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布燒孔淺一些 可以證明：在頻率為 、強(qiáng)度為 I的光波作用下，介質(zhì)的增益系數(shù) 為 )(?DG圖 213 非均勻增寬型增益飽和 ?1???? ??? 21)1(sII21101)1()()(sDDIIGG?? ??1?)( 1?DG16 非均勻增寬型介質(zhì)的增益飽和的特點(diǎn) 從上面的分析可以看出，光波 I使非均勻增寬型介質(zhì)發(fā)生增益飽和的速率要比均勻增寬型介質(zhì)緩慢 光波 I使均勻增寬型介質(zhì)對各種頻率的光波的增益系數(shù)都下降同樣的倍數(shù)； 而對非均勻增寬型介質(zhì)它只能引起某個范圍內(nèi)的光波的增益系數(shù)下降，并且下降的倍數(shù)不同 17 非均勻增寬的 增益飽和的對稱 燒孔 對于多普勒增寬來講，沿腔軸正方向傳播的光波 I使頻率為 （即速度為 ）附近的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布飽和； 同樣沿負(fù)軸傳播的光波 I也會使速度為 v1（其對應(yīng)的頻率為 ）的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布飽和， 即沿腔軸負(fù)方向傳播的頻率為 的光波將在增益曲線上 的附近燒一個孔。 上述粒子運(yùn)動速度與發(fā)光頻率之間的一一對應(yīng)關(guān)系始終成立，以下討論中涉及的運(yùn)動速度 v1時，都可用相應(yīng)頻率 來取代 0011101 )(v)v(1?????cc ?????101101 vv ???? dcddcd ???1?111 ??? d??1?0?6 小信號粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布與頻率關(guān)系 (3) 前面給出了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布和發(fā)光氣體粒子速度之間關(guān)系，根據(jù)粒子運(yùn)動速度與發(fā)光頻率關(guān)系可以導(dǎo)出粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布與頻率之間關(guān)系 介質(zhì)中能夠輻射中心頻率為 的光波的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布值與介質(zhì)中速度在 v1到 v1+dv之間的光波粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布值相等 和均勻增寬介質(zhì)情況一樣非均勻增寬介質(zhì)情況下也有 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)隨頻率變化的分布形式與線型函數(shù)相同，只是此時的光譜線型函數(shù)為非均勻增寬多普勒增寬產(chǎn)生的高斯線型函數(shù) 111 ??? d??11010202012210110110)(]2)(e x p [)2(v)v()(??????????dfndckTmckTmndndnD ???????????)()( 1010 ?? Dfnn ???7 小信號粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與頻率關(guān)系曲線 小信號粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與頻率關(guān)系曲線：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)隨頻率變化的分布形式與線型函數(shù)相同，無論光譜線型函數(shù)為均勻增寬 還是非均勻增寬 小信號粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與頻率關(guān)系曲線 )(0 ?n?0n?? ??0n?)(?f?0?)(?Df)(?Nf8 非均勻增寬型介質(zhì)小信號增益系數(shù) (1) 均勻增寬介質(zhì)的小信號增益系數(shù)為 非均勻增寬型介質(zhì)的小信號增益系數(shù)是由具有不同速度的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布值提供的 每一個發(fā)出頻率 的高能級粒子都會對于頻率 的光產(chǎn)生增益貢獻(xiàn)，其大小則由頻率 為中心的均勻增寬的線型函數(shù)
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