第6講激光功率及光譜特性

第六講激光功率及光譜特性/rA-、'JI-第六講激光功率及光譜特性（3學(xué)時）參考書周炳琨《激光原理》Av=FSR品質(zhì)因數(shù)Q（銳利程度）dW/dtoW=We-2Av=FSR品質(zhì)因數(shù)Q（銳利程度）dW/dtoW=We-2Kvt/q=We-t/tc子生存時間2兀vtQ=2兀vnL2兀nL2兀nL（a+1一r）c九（a+1一r）X8無源諧振腔的譜寬nLnLnLc（a+1一r）c82.無源諧振腔的本征模譜寬及精細(xì)度2.無源諧振腔的本征模譜寬及精細(xì)度本征模譜寬：損耗越小（反射度越高），譜寬越窄（越銳利）2兀nLAv2兀nL諧振腔的精細(xì)度（finesse）：無源腔最多1000F=FSRAv第六講激光功率及光譜特性第六講激光功率及光譜特性3.2n冗+3冗/22n冗+3冗/2激光器（有源腔）的譜線寬度DnDns12ktcc(S-G)0s=s=02兀nL2兀nL有源諧振腔理想譜線寬度應(yīng)為零譜寬由自發(fā)輻射引起，增益小于損耗，阻尼振蕩Dn=K2K(Dn)2hnHe-Ne激光器為10-3Hz量級，為線寬極限與諧振腔本征模寬度（減小損耗，增加腔長）平方成正比，與輸岀功率成反比4.單模激光器的輸出功率qq.(GL)—qq.(GL)—1

丿P=ATI+=1(GL1(2GL)—ATIm——i=—ATI2sL5丿2sLa+T丿sI=I++1-沁21+q5=TILq激光器的最佳誘過率最佳透過率與增益和損耗之間的關(guān)系m輸出光功率與透過率之間的關(guān)系第六講激光功率及光譜特性第六講激光功率及光譜特性激光器的閾值nc2G(n)=DnBhng(n)=Dng(v)>a21ct8兀n2v2218兀n2v2ta8兀n2n2ta兀Dn4兀2n2v2taDnDn=21—=21F=21Fc2g(n)c2g(n)2c2閾值反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度（光子觀點）紅寶石激光器：10i7/cm-3；釹玻璃激光器：10i8/cm-3；YIG激光器：10i6/cm-3三能級系統(tǒng)閾值功率只和工作物質(zhì)有關(guān)，四能級系統(tǒng)閾值功率還和損耗有關(guān)閾值電流，飽和功率（光強(qiáng)）激光器的噪聲由自發(fā)輻射引起包括相位噪聲和強(qiáng)度噪聲由自發(fā)輻射引起7.環(huán)形激光陀螺（RLG）7.Sagnac效應(yīng)ADDf=4XL°=產(chǎn)廠2x1°5對于0.01°/h陀螺，Df約0.02Hz。模合理論，越接近，耦合系數(shù)越大。&激光陀螺的“死區(qū)”及模式耦合模式耦合：對于環(huán)形腔激光器，正反行波頻率接近一定程度時，頻率會完全相同。偏頻技術(shù)：機(jī)械抖動、磁光偏頻選模技術(shù)橫模選擇減小菲涅爾數(shù)（N=S/LX）,加光闌，非穩(wěn)腔縱模選擇減小腔長，加入復(fù)合腔（F-P腔）激光器的調(diào)Q技術(shù)為了獲得超短脈沖（武器、測距、空間通信）調(diào)整腔內(nèi)損耗（Q值），得到大量反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，突然減小損耗，ns量級兆瓦級脈沖。調(diào)Q方法電光調(diào)Q（改變折射率及偏振方向）、聲光調(diào)Q（衍射，改變方向，電壓低，但速度慢）調(diào)Q時間極限（L/C）：ns量級，由腔長決定激光器的鎖模技術(shù)達(dá)到ps至fs量級千兆瓦級超短脈沖，時間為振蕩周期量級使個縱模的相位保持確定關(guān)系TI=(2