激光器的输出功率新.pptx
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1、3.5.1 均匀增宽型介质激光器的输出功率 在驻波型激光器中在驻波型激光器中,稳定工作时,腔内存在着沿腔轴方向传播稳定工作时,腔内存在着沿腔轴方向传播的光的光I+和反方向传播的光和反方向传播的光I-.若谐振腔由一面全反射镜和一面透射率若谐振腔由一面全反射镜和一面透射率为为t的输出反射镜组成时的输出反射镜组成时,腔内光强如图腔内光强如图3-113-11所示所示.图(3-11)谐振腔内光强一一.稳定出光时激光器内诸参数的表达式稳定出光时激光器内诸参数的表达式 (1)(1)腔内最小的光强腔内最小的光强(2)(2)腔内最大光强腔内最大光强(3)(3)输出光强输出光强:(4)(4)镜面损耗:镜面损耗:剩
2、余部分:(5)最大最小光强、输出光强和镜面损耗之间关系 由能量守恒定律可得:(6)平均行波光强 对于腔内任何一处z都有两束传播方向相反的行波I+(z)和I-(2L-z)引起粒子数反转分布值发生饱和,增益系数也发生饱和,近似用平均光强2I代替腔内光强 I+(z)+I-(2L-z),用作为腔内的平均增益系数,则腔内的平均行波光强为:图(3-11)谐振腔内光强二.激光器的输出功率 对M1有:激光器的总损耗为:如果 很小,将 用级数展开取一级近似,可得:(1)理想的情况 ,将全反射镜M2上的镜面损耗都折合到M1上,对M2有:图(3-11)谐振腔内光强则激光器内行波的平均光强I可以化为:激光器输出光强也
3、可以表示为:若激光器的平均截面为A,则其输出功率为:图(3-11)谐振腔内光强三.输出功率与诸参量之间的关系 (1)P与Is的关系:两者成正比(2)P与A的关系:A越大,P越大;而高阶横模的光束截面要比基横的大(3)P与t1的关系:实际中总是希望输出功率大镜面损耗小,即希望这要求t1大,a1小,使t1a1,但 t1过大又使增益系数的阈值G阈升高,而如果介质的双程增益系数2LG0不够大将会导致腔内光强减小,使输出功率降低。严重时使腔内不能形成激光。t1过小,虽然使G阈降低光强增强,但镜面损耗a1I-(2L)也将增大。解以上方程得最加透射率:为了使激光器有最大的输出功率,必须使部分反射镜的透射率取
4、最佳值:Pt100.25 0.50.751图中画出往返损耗率a取不同数值,时的输出功率与透射率t1的关系曲线.t10.10.30.40.20246810图中画出往返损耗率a取不同数值时的输出镜的最佳透射率t1与 的关系曲线.将 代人此时,输出镜具有最佳透射率时激光器得输出功率为:3.5.2 3.5.2 非均匀增宽型介质激光器的输出功率非均匀增宽型介质激光器的输出功率一一.稳定出光时激光器内诸参数的表达式稳定出光时激光器内诸参数的表达式 (1)腔内最大光强(2)输出光强(3)镜面损耗(4)最小光强:图3-12 非均匀增宽激光器腔内的光强 和均匀加宽激光器不同的是和均匀加宽激光器不同的是,当振荡模
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