激光器的振荡模式ppt课件

1、一、均匀加宽激光器的振荡模式 thgg0(n)123.2 满足阈值条件满足阈值条件的几个模在振荡过的几个模在振荡过程中，由于增益饱程中，由于增益饱和效应，别的模被和效应，别的模被抑制下去，唯独剩抑制下去，唯独剩下最靠近中心频率下最靠近中心频率的那个模，这种现的那个模，这种现象称之为模竞争象称之为模竞争mode mode competitioncompetition）123,.2cqL 0thgg1. 1. 均匀加宽激光器中的模竞争及自选模作用均匀加宽激光器中的模竞争及自选模作用稳态增益.g0(n)thg123增增益益曲曲线线 1 2 3 g( ) g( 1) I1 g( 2) I2 g( 3)

2、 I3 红红 gt h gt h gt h 蓝蓝 gt h gt h = gt h 绿绿 = gt h gt h gt h 0 棕棕 gt h 0 = gt h P3 3 2 1P1=0P2P1P3P2P0Po 0 0GGt 50-12qHqsIIP5 P6 0 0GGt 40-12qHqsIIP4P5 0 0GGt 30-12qHqsIIP3P4 0 0GGt 1 20-12qHqsIIP2P3 0 0 GGt 10-12qHqsIIP1=0 1 2 3 0 3 2 ggT(a)单模输出功率单模输出功率P P与频率与频率的关系的关系- -兰姆凹陷兰姆凹陷 1在单模输出功率在单模输出功率P和单

3、模频率和单模频率的关系曲线中，在的关系曲线中，在=0处，曲线有一凹陷，称作兰姆凹陷。处，曲线有一凹陷，称作兰姆凹陷。P 烧孔面积烧孔面积 ( 表征对激光有贡献的反转粒子数表征对激光有贡献的反转粒子数)兰姆凹陷宽度兰姆凹陷宽度sHIIq10-12qHqsII 烧孔宽度烧孔宽度: :气压 碰撞加宽DnL 烧孔宽度dn , 深度变浅兰姆凹陷宽度兰姆凹陷宽度 烧孔宽度烧孔宽度: :sHIIq13 3、多模激光器的输出功率、多模激光器的输出功率非均匀加宽非均匀加宽: 足够大足够大, 不发生烧孔相连时不发生烧孔相连时,各个模式各个模式相互独立，分别计算每个纵模的输出功率，总的输相互独立，分别计算每个纵模的

4、输出功率，总的输出功率是各模输出功率之和。出功率是各模输出功率之和。 20224ln201qDmqsg l ePAI TAI T121200lgTAITAIPmsq计算公式计算公式: 均匀加宽均匀加宽: (固态激光器必须由多模速率方程固态激光器必须由多模速率方程(课课本本P147)求求Pout ,并作简化假设并作简化假设(各模损耗相等各模损耗相等, 线型线型函数为矩形函数为矩形)1100ptpptpPPPSAP得出其输出功率得出其输出功率二、短脉冲激光器的输出能量二、短脉冲激光器的输出能量 (t0 ts) (t0 ts) 四能级系统为例四能级系统为例E0E3 E3E2 E2E1 E内 (Ei)

5、吸收泵 激活粒子数 受激辐射粒子数 腔内激光能量浦能量 VnhEtPP1VnhEtPP21-102-PtPEAhn VShEP 输出能量 ( E )01-1PPtPPtEATEESTaE0aTT12VnhEtPPt001-1PPtPPtEAEESE 体积泵浦效率V1)(ptpsEEE01(1)2pptpptEATEESE01-1PPtPPtEATEESTaE001-1PPtPPtEAEESE pEptEE小结：均匀加宽单模激光器输出功率：均匀加宽单模激光器输出功率：02()1()12HqsqglPATIaT)(ptpsEEET 受激辐射使Dn减小的速率1ttnnnnntt 1tnntt t1- t2 0- t1n lN t= t2时时同时同时lN 增加的速率 减小的速率 t2- t3 受激辐射使Nl 急剧上升 Dn3,tlttnn N 达最大达最大1tnntt t3- t4 受激辐射使 Dn Dnt , Nl急剧下降,Dn 泵浦激励使Dn增加的速率 t5 重复上述脉冲的发展过程，在整个脉冲泵浦过程中，造重复上述脉冲的发展过程，在整个脉冲泵浦过程中，造成输出激光的一连串尖峰结构。成输出激光的一连串尖峰结构。泵浦作用尚未停止特点特点(2)加大泵浦能量，只是增加尖峰的个数，不能