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文档简介
3-5 发射截面与吸收截面,在这里,我们从另一角度分析信号的增益系数。在本章第二节中,已经得到信号的增益系数为:,若现定义发射截面为:,则有:,发射截面 其物理意义:将激光介质中每个发光离子视为小光源,所发光强即为该粒子所在处的光强,而发射截面就是此光源的横截面积。,为了解释这一点,设想一厚度为dz的激光介质片,截面积为S,如下图所示。,单位体积内可受激辐射的粒子数即反转粒子数密度n,而nS32Sdz就是激光介质中的所有小光源总横截面积。,设此介质片所在坐标为z,入射光强为I(z),每个小光源所发光强即是I(z)。因此,从激光介质片出射的光强便从I(z)增至I(z)+dI(z),而dI(z)为:,将上式代入增益系数定义得到(3-5-2),,从发射截面的定义式可以看出,它是频率的函数。如果发射的激光频率恰好等于激活介质的中心频率0 ,发射界面取最大值,对均匀加宽和非均匀加宽,其值分别为:,如果激光工作物质的反转粒子数密度小于零,此时激光介质不但没有放大作用,而且还会对入射激光产生吸收作用,使光强减弱。我们可以用类似增益系数的定义方法,来定义激光介质的吸收系数为:,在这种介质中,由于光吸收作用,光强的变化规律应描述为:,吸收系数的定义域增益系数的定义只差一个负号,故有:,称吸收截面,当激光上下能级的简并度相等时 。,吸收截面的物理意义可描述为:将激光介质中每个吸收光强的粒子视为一个小光栅,他将入射到介质中的光挡掉,而吸收截面就是这个小光栏的横截面积。,只不过,原来的小光源此时变成了小光栏,所有光栅的总横截面积为nS23Sz,入射光强为I(z),出射
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