激光原理教程五-激光振荡特性.pdf

激光原理与技术 ——龐 激光振荡特性 激光振荡特性 §5-1 激光器的振荡阈值 §5-2 激光器的振荡模式 §5-3 输出功率与能量 §5-4 弛豫振荡 §5-5 单模激光器的线宽极限 §5-1 激光器的振荡阈值 以三能级系统红宝石的激励过程为例说明 连续激光器与脉冲激光器的本质区别。 工作物质：粒子数密度为n 的红宝石； 激励光：矩形脉冲； W 0 t t  13 0 激励几率：W (t)  13 0 t t0 E3 简化考虑：1.粒子数反转前未形成自激振荡， S32 W W 0, S 0 即： 12 21 31 单位体积工作物质内总粒子数：n=n +n +n E2 1 2 3 dn3 n W n (S A ) W13 A31 S31  dt 1 13 3 32 31  dn2 n (A S ) n S A21 S21 W12 W21 2 21 21 3 32 dt E1 §5-1 激光器的振荡阈值 W dn  13 , 由于  , 使 0, 3 0  2. ， 0 dt  表示能级E 向E 能级 3 2 得：  S /(S A ) 1 32 32 31 无辐射跃迁的量子效率 dn A 表示能级E2 2 n (A S ) n W  n 21 n W   A /(A S ) 2 21 21 1 13 1 2 1 13 1 2 21 21 21 向基态跃迁