Пороговая мощность - накачка
Cтраница 2
Поскольку в четырехуровневой системе уровень 2 является незаселенным, то для создания инверсной заселенности такой системы требуется меньшая мощность, чем в случае трехуровневой системы. Другими словами, пороговая мощность накачки, соответствующая началу генерации в четырехуровневой системе, значительно меньше, чем в трехуровневой. [16]
Зависимость (21.13) справедлива и для режима свободной генерации, если считать, что т ( v) - усредненная по пичкам мощность излучения. Причина та же - рост пороговой мощности накачки. [17]
Из этого условия легко найти выражение для пороговой мощности накачки. Для этого можно воспользоваться уравнением генерации од-номодового лазера ( 2.1 а), из которого определяется пороговая концентрация инверсной населенности активной среды А Пор и затем пороговая мощность накачки. [18]
 |
Зависимости выходной мощности ( - - - - - - - - и порогового. [19] |
Наклон прямой определяется коэффициентом отражения зеркала резонатора. С уменьшением г2 наклон возрастает, одновременно возрастает и пороговая мощность накачки. Поэтому при фиксированном уровне накачки имеется некоторое оптимальное значение коэффициента отражения г20пт, при котором выходная мощность максимальна. Это хорошо видно из рис. VII.3, на котором приведены зависимости выходной мощности и порогового уровня накачки ( в относительных единицах) от прозрачности выходного зеркала. [20]
В настоящее время созданы также генераторы на рубине, работающие в непрерывном режиме. При этом кристаллы необходимо охлаждать. Для уменьшения пороговой мощности накачки размеры кристалла выбираются небольшими. В качестве источников накачки в непрерывном режиме используются дуговые капиллярные и шаровые лампы, а также специальные вольфрамо-иодные лампы накаливания. При кпд 0 05 % получена непрерывная выходная мощность излучения ОКТ около 2 Вт, однако наблюдались значительные ее флуктуации во времени. [21]
 |
Импульсный режим работы лазера. [22] |
Сапфир обладает тем же коэффициентом преломления, что и рубин, и поэтому не искривляет световых лучей. Благодаря отражению от внутренних поверхностей раздела сапфировая оболочка - воздух в кристалл рубина попадает значительно большее число лучей оптической накачки. Но даже для таких кристаллов модифицированной конструкции пороговая мощность накачки должна быть не менее 1 кет. [23]
 |
Зависимости интенсивности излучения ( - - - - - и порогового. [24] |
На рис. VI 1.13 представлены зависимости порогового уровня накачки и интенсивности излучения, выраженных в относительных единицах [ численное решение уравнений (VI1.27) - ( VI 1.29) 1, от коэффициента пропускания зеркала резонатора. Как видно, влияние прозрачности зеркала на порог генерации для генератора на стекле с неодимом оказывается значительно более сильным, чем в случае рубинового генератора. Это связано с тем обстоятельством, что пороговая мощность накачки для четырехуровневых генераторов определяется в основном потерями в оптическом резонаторе, в то время как в случае трехуровневой активной среды значительная часть мощности расходуется на уравнивание населенностей основного и метастабильного состояний. Кроме того, внутренние потери в стекле очень малы, и поэтому уже при небольшой прозрачности зеркала добротность резонатора определяется, главным образом, потерями на излучение и резко изменяется при изменении последних. [25]
Из этого условия легко найти выражение для пороговой мощности накачки. Для этого можно воспользоваться уравнением генерации од-номодового лазера ( 2.1 а), из которого определяется пороговая концентрация инверсной населенности активной среды А Пор и затем пороговая мощность накачки. [26]
В оптических квантовых генераторах ( ОКГ) на твердом теле применяются, кал-правило, методы оптической накачки. Поскольку в четырехуровневой системе разность между энергиями уровней 2 и / более kT ( E2 - - E SkT), то при термодинамическом равновесии согласно закону Больцмана населенность второго уровня ничтожно мала. Вследствие этого достаточно перевести i3 основного состояния / ( естественно, чероз состояние 4) в состояние 3 незначительное количество атомов, чтобы создать инверсную населенность. Пороговая мощность накачки, соответствующая началу генерации, в четырехуровневой системе значительно меньше, чем в трехуровневой. [27]
Этот материал имеет низкий пороговый уровень накачки ( 1 дж при температуре 77 К и 0 1 дж при 4 2 К), что связано с наличием широких полос поглощения. Таким образом, для накачки практически используется энергия излучения в области от 1 мкм до ультрафиолетового участка спектра. Полоса поглощения в диапазоне 9100 Л хорошо совпадает с интенсивными линиями излучения ксеноновых газоразрядных ламп. В непрерывном режиме излучения пороговая мощность накачки составляет при температуре 27 К менее 100 вт, что является очень низкой величиной для твердотельных оптических генераторов. [28]
Для этого необходимо, чтобы потери излучения при одном цикле прохождения через систему ( отражения в ОР, рассеяния и др.) были меньше его усиления в активной среде. Активная среда может создаваться только за счет подвода энергии извне. Процесс перевода лазерного вещества в активное состояние называется накачкой. Для каждой конкретной системы ОР и лазерного вещества существует своя минимальная пороговая мощность накачки, ниже которой генерация невозможна. [29]
Как и ВКР, оно проявляется в виде генерации стоксова излучения с меньшей, чем у накачки, частотой, причем величина частотного сдвига определяется нелинейной средой. Однако между ВРМБ и ВКР существуют важные различия. Например, стоксова волна при ВРМБ распространяется навстречу волне накачки, а при ВКР в обоих направлениях. Стоксово смещение при ВРМБ ( - 10 ТГц) на три порядка меньше, чем при ВКР. Пороговая мощность накачки при ВРМБ зависит от ширины ее спектра. [30]
Страницы: 1 2 3