Методические указания к лабораторным работам по курсу "Основы физики лазеров". Летута С.Н. - 24 стр.

можно вычислить эту ширину

                               q (ν ) q (ν 0 ) = 1 − ln 2 K 0 l .               (2.6)

    Конкретизируя вид q(ν ) , можно получить значения ν , определяющие
ширину полосы пропускания. При однородном уширении, т.е. для лоренцевой
формы линии (2.3) ширина полосы пропускания усилителя бегущей волны рав-
на:

                       ∆ν = ∆ν L (ln 2)1 2 (ln G0 + ln L − ln 2 )−1 2 .         (2.7)

       где G 0 = G (ν 0 ) = exp [ (K 0 − β ) l ] - чистый коэффициент усиления в цен-
тре линии,
           L = exp ( β l ) - коэффициент потерь.
       Видно, что при инверсии, т.е. при усилении, линия сужается. Объясняется
это так. Экспоненциальная зависимость коэффициента усиления от длины l
усилителя приводит к тому, что спектральные компоненты, соответствующие
центру линии, усиливаются более сильно. В пределе больших длин (больших
G 0 ) усиливается только центральная компонента. При малых усилениях суже-
ние в режиме бегущей волны происходит медленно. Формула (2.7) справедлива
только при G 0 >2 .

                        2.3 Шумы квантового усилителя
     Обратимся теперь к вопросу о шумах квантового усилителя бегущей вол-
ны. Если учитывать только шум спонтанного излучения (пренебречь тепловы-
ми шумами), то можно показать, что любой когерентный усилитель, сохра-
няющий фазу входного сигнала при увеличении его интенсивности, обладает
принципиально неустранимыми входными шумами с мощностью в единичном
спектральном интервале: hν , т.е. минимальная мощность входных шумов Р
квантового усилителя в единичном спектральном интервале равна

                                          P = hν .                              (2.8)

               2.4 Выходная мощность квантового усилителя
      2.4.1 Непрерывный режим усиления непрерывных сигналов

      Рассмотрим энергетические характеристики лазерного усилителя. При
анализе этого вопроса необходимо принимать во внимание эффект насыщения.
      Для однородно уширенных линий величина резонансного поглощения
(усиления), в соответствии с (2.1) определяется формулой


48