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第5章 激光振荡特性 §5.4 输出功率与能量 连续或长脉冲激光器 考察输出功率 短脉冲激光器 考察输出能量 连续或长脉冲激光器 一、腔内光强分布的特点及原由 特点：腔内光强分布是不均匀的。 原由：激活介质的光放大作用、腔内损耗系数的不均匀分布、驻波效应、光场的横向高斯分布等。 处理方法：通过讨论稳态情况下的平均光强 来 估算激光器输出功率。 小信号增益系数 阈值增益系数 腔内光强增大： 增益系数 下降（增益饱和作用） 稳定工作状态 二、腔内光强达到稳态的过程 强调：稳态工作时，激光器振荡模式的大信号增益系数始终保持在gt 水平， 恒定，输出功率恒定。 连续或长脉冲激光器 三、连续或长脉冲激光器的输出功率 近似计算： 激光束有效横截面积 正方向传播的光束光强 部分反射镜的透过率 连续或长脉冲激光器 连续或长脉冲激光器 6.4.1 均匀加宽单模激光器输出功率 若除输出损耗以外的其它往返损耗率为a， 则总平均单程损耗： 输出功率可写为： 设A——激光束的有效横截面积 提高输出功率的方法： （2）减小谐振腔的损耗率α ； （3）加大激光工作物质的长度 及横截面积； 均匀加宽单模激光器输出功率 （1）加大外界泵浦激励作用，即增加泵浦功率从而增大小信号增益系数 g； 注意： ，一方面， T↑似乎有利于输出功率提高，另一方面增大了总损耗因子δ，使阈值增加，又不利于输出功率的提高。因而存在一个最佳透过率Tm，使输出功率最大。 连续或长脉冲激光器 输出镜的最佳透射率： 最大输出功率： 连续或长脉冲激光器 6.4.2 非均匀加宽单模激光器输出功率 连续或长脉冲激光器 （1） ，输出功率为： （2） 输出功率 曲线： 兰姆凹陷: 连续或长脉冲激光器 5.5 短脉冲激光器的输出能量 腔内激光能量： 输出能量： A—激光束的有效横截面积; S—工作物质横截面积 (二) 弛豫振荡 一般固体（或半导体）脉冲激光器发出的脉冲，不是一个平滑的光脉冲波形，而是一群宽度只有微秒量级的短脉冲衰减尖峰序列。 弛豫振荡形成 t1, 开始产生激光； t1~ t2, Δn增加速率大于减少速率； t2~ t3, Δn增加速率小于减少速率，但光子数在增加； t3~ t4, Δn Δnt, 光子数急剧减少； t4~ t5, Δn增加速率大于减少速率，光子数减少； t5-，开始形成第二尖峰 光泵激励： 反转粒子数密度 增加 受激辐射： 反转粒子数密度 减少 * 大信号增益系数公式推导I公式。 * z * 大信号增益系数公式推导I公式。 * z
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