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1、激 光 原 理2008/2009学年 第二学期主讲：涂兴华主要内容主要内容 1 1、输出功率与能量输出功率与能量输出功率与能量输出功率与能量 2 2、驰豫振荡、驰豫振荡、驰豫振荡、驰豫振荡第五章第五章 激光振荡特性激光振荡特性5.3 输出功率与能量连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率小信号增益系数小信号增益系数阈值增益系数阈值增益系数腔内光强增大：腔内光强增大：增益系数增益系数 下降（下降（增益饱和作用增益饱和作用）稳定工作状态稳定工作状态激光束有效横截面积激光束有效横截面积 正方向传播的光束光强正方向传播的光束光强 部分反射镜的透过率部分反射镜的透过率 近似计算：近似计
2、算：图图1.4.1连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率且增益系数不太大时：且增益系数不太大时：腔内平均光强：腔内平均光强：1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器（1）连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器（1）连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器（2 2）中心频率处小信号增益系数中心频率处小信号增益系数连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的
3、输出功率光器的输出功率1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器（2 2）激光器的输出功率：激光器的输出功率：激光束的有效截面面积激光束的有效截面面积连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器若除输出损耗以外的其它往返损耗率为若除输出损耗以外的其它往返损耗率为 ，则总平均单程损耗：则总平均单程损耗：输出功率可写为：输出功率可写为：连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器提高输出功率的方法：提高输出功率的方法：（1 1）加大外界泵浦激励作用，从而增大加大外界泵浦激励作用，从
4、而增大 ； （2 2）减小谐振腔的损耗率减小谐振腔的损耗率a a ；（3 3）加大激光工作物质的长度加大激光工作物质的长度 及横截面积。及横截面积。连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器输出镜的最佳透射率：输出镜的最佳透射率：最大输出功率：最大输出功率：连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率1.1.均匀加宽单模激光器均匀加宽单模激光器连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率2.2.非均匀加宽单模激光器非均匀加宽单模激光器连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率2.2.非均匀加
5、宽单模激光器非均匀加宽单模激光器连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率2.2.非均匀加宽单模激光器非均匀加宽单模激光器（1 1）时，输出功率为：时，输出功率为：连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率2.2.非均匀加宽单模激光器非均匀加宽单模激光器（2 2）时：时：稳定工作时，稳定工作时，连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率2.2.非均匀加宽单模激光器非均匀加宽单模激光器（2 2）时：时：曲线：曲线：兰姆凹陷形兰姆凹陷形成的原因：成的原因：连续或长脉冲激连续或长脉冲激 光器的输出功率光器的输出功率3.3.多纵模激光器多纵模激光器（1
6、1）非均匀加宽激光器：）非均匀加宽激光器：总输出功率各纵模输出功率之和总输出功率各纵模输出功率之和（2 2）均匀加宽激光器：）均匀加宽激光器：多模速率方程多模速率方程简化假设简化假设输出功率与单模输出输出功率与单模输出功率表达式相同功率表达式相同短脉冲激光器的输出能量短脉冲激光器的输出能量 输出能量随泵浦能量线性增加；它是由超过输出能量随泵浦能量线性增加；它是由超过阈值那部分能量转换而来。阈值那部分能量转换而来。第五章 激光振荡特性5.4 驰豫振荡弛豫振荡现象：弛豫振荡现象：固体（或半导体）激光器发出的一个脉冲，不是固体（或半导体）激光器发出的一个脉冲，不是一个平滑的连续波，而是一个衰减尖峰序列。一个平滑的连续波，而是一个衰减尖峰序列。驰豫振荡驰豫振荡光泵激励：光泵激励：反转粒子数密度反转粒子数密度 增加增加受激辐射：受激辐射：反转粒子数密度反转粒子数密度 减少减少部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
