Квантовая и оптическая электроника. Практикум. Евтушенко Г.С - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

14
Для определения энергетического условия самовозбуждения лазера
удобно обозначить через I
0
интенсивность излучения на зеркале 2, через
I
1
– на зеркале 1. Очевидно, после распространения от зеркала 2 к 1 че-
рез активную среду интенсивность вынужденного излучения
(
)
L0 п
IIexp αα L=⋅ −+ ⋅
⎡
⎤
⎣
⎦
.
После отражения от зеркала 1 и повторного распространения через
среду интенсивность излучения у зеркала 2 составляет
(
)
110 п
IRIexp2αα L=⋅⋅ −⋅+ ⋅
⎡
⎤
⎣
⎦
. (14)
Интенсивность волны, отразившейся от зеркала 2
, равна I
1
⋅R
0
. Самовоз-
буждение лазера может произойти, если интенсивность первоначально-
го излучения I
0
равна (либо меньше) интенсивности после прохождения
цепи обратной связи I
1
⋅R
0
, то есть если
(
)
00 1 п 0
IR R exp 2 αα LI⋅⋅⋅ −⋅+ ⋅ ≥
⎡⎤
⎣⎦
, (15)
откуда получается энергетическое условие самовозбуждения (или поро-
говое условие генерирования)
()
th п 01
1
αα ln R R
2L
=− + ⋅ ⋅
⋅
, (16)
где α
th
– пороговый коэффициент квантового усиления.
Из структуры выражения (17) видно, что мощность Р
лазерного из-
лучения, выходящего из резонатора, связана с мощностью P
0
запасенно-
го в резонаторе излучения соотношением
(
)
()
001
01 п
PlnR R
P
ln R R 2 α L
⋅⋅
=
⋅
−⋅ ⋅
. (17)
С приближением коэффициентов отражения зеркал к единице
мощность лазерного излучения, выходящего из резонатора, стремится к
нулю. Заметное уменьшение величины R
0
⋅R
1
также вызывает падение
мощности, и когда потери становятся равными усилению, P
0
= 0. Мак-
симум мощности Р лазерного излучения достигается при оптимальном
значении коэффициентов отражения зеркал резонатора
()
(
)
1 пп
opt
RR exp 2 αα α L
⎡
⎤
⋅=−⋅−⋅−⋅
⎣
⎦
. (18)
Существенно, что оно зависит от коэффициентов поглощения и кванто-
вого усиления, а также от протяженности L лазерного вещества, запол-
няющего резонатор.
Если активная среда обладает низким ненасыщенным коэффициен-
том квантового усиления, то оптимальный коэффициент отражения зер-
кал может составлять более 0,99. Поэтому добротность (отношение за-
пасенной между зеркалами энергии излучения к энергии
, расходуемой

Страницы