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文档简介

5.2速率方程,3.1单模振荡速率方程组,1.三能级系统速率方程组,（1）E1与E3之间：,泵浦源将基态E1上的粒子单位时间内抽运到E3上的几率,E3能级粒子以自发辐射形式回到基态的跃迁几率,E3能级粒子以无辐射形式回到基态的跃迁几率,（2）E2与E3之间：,（3）E2与E1之间：,E3的粒子以非辐射形式转移到E2上的几率,激光谐振腔内光子数密度随时间变化规律:,三能级系统:,腔内损耗,发射截面,接收截面,2.四能级系统速率方程组,（2）,S30可忽略,四能级系统速率方程组：,3.3均匀加宽工作物质的增益系数,3.3.1增益系数,光波在激活介质中传播单位距离后光强的增加率。,大信号增益系数：,特点：,增益系数随频率的分布与谱线加宽线性函数有关。,增益系数：,反转集居数密度,：介质对光具有放大作用,：介质对光具有吸收作用,增益系数与反转集居数密度关系,增益系数与反转集居数密度关系,gn,一、反转集居数密度及其饱和,由速率方程组推导,小信号反转集居数密度,1.小信号情况,2.大信号情况,1/2,3.与入射光频率的关系,频率偏离中心频率越远，则饱和作用越弱,#小信号情况：,二、增益饱和,光强,设有一频率为，强度为的强光入射，同时还有一频率为的弱光入射，弱光的增益系数将如何变化？,2.均匀加宽时，强光对其它频率的弱光增益系数影响,均匀加宽情形下，某一频率的强光入射，使增益在整个谱线上均匀下降。,3.4非均匀加宽工作物质的增益系数,小信号增益系数：,大信号增益系数：,一、增益系数和饱和,二、烧孔效应：,若用频率为线宽很窄的强激光入射非均匀加宽工作物质，则表观中心频率的反转粒子将受激辐射跃迁，消耗大量反转粒子数，具有该表观中心频率的那部分粒子数出现饱和，其它表观中心频率的粒子数不减少。若再用宽带激光入射，则在增益曲线上的位置将出现一个凹陷，这就是“烧孔”,1)在烧孔范围内：弱光增益系数小于信号增益系数；,2)在烧孔范围外：弱光增益系数等于信号增益系数。,1.四能级系统中受激辐射产生的光子数烧孔面积,注意：,Doppler加宽气体激光器中烧孔效应：在入射强光频率处产生两个对称的烧孔。,Doppler加宽气体激光器中烧孔效应,Doppler加宽气体激光器中烧孔效应,烧孔效应：产生两个相对中心频率对称的烧孔。,大作业
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