激光原理2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和-GFB.pdf

激光原理激光原理激光原理激光原理 高福斌高福斌高福斌高福斌 gaofubin@163gaofubin@163.comcom 2014.10.20 高福斌高福斌 1 /22 2.3 均匀增宽介质的增益系数和增益饱和均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 本节导出激光工作物质的增益系数表示式, 分析影响增益系数的分析影响增益系数的各种因素各种因素,,着着重讨论讨论光强光强 增加时增益的饱和行为。 具有均匀加宽谱线和具有非均匀加宽谱线 的的工作物质的增益饱和行为有很大差别作物质的增益饱和行为有很大差别,由它由它 们所构成的激光器的工作特性也有很大不同, 因此将分别予以讨论。 高福斌高福斌 2 /22 2.3 均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 饱和效应饱和效应:: 随着I 的增大, G 和Δn不增反降的现象。 饱和原因饱和原因::入射光引起强烈的受激发射使激光上能级 粒子数减少。 0 0 I 很小时,, Δn 和 G 均为常数;; I~Is 时, Δn和G均随I 增大而下降. 2.3.1 均匀增宽介质的增益系数 一一、、标志介质受激放大能力的物理量标志介质受激放大能力的物理量─增益系数增益系数G，，可以表示为 G( ) n B μ f ( )h ν = Δ 21 ν ν (1-90) cc 0 Δn μ 对于均匀增宽介质： ( ) ( ) G ν B21 f ν hν (2-12) I ff ((ν)) c 11++ I f (ν ) 3 s 0 (2-10) 当II 时，取I ≈0 ，由(2-12)式得小信号增益系数： s 0 0 μ G ( ) n B f( )h (2-13) ν =Δ ν ν 21 cc 当 ν ν 时,中心频率处小信号增益系数： 0 0 0 μ G (ν ) =Δn B f(ν )hν