Методические указания к лабораторным работам по курсу "Основы физики лазеров". Летута С.Н. - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОГУ | Оренбург

Составители: 

Рубрика: 

Обычно вместо объемной плотности энергии
ρ
используют величину
плотности потока энергии излучения
I
, или, интенсивность излучения
I
. Так
как
c
I
ρ
= , то удобно записать
()
n
gBgg
B
n
L
L
νπρτ
ν
π
ρ
τ
τ
ω
∆++
∆
+
=
21221
1212
2
21
2
. (2.16)
Это позволяет ввести некоторую эффективную характеристику насыще-
ния:
τ
ν
π
12
4
1
B
c
I
L
S
∆
= . (2.17)
S
I - имеет смысл плотности потока энергии или интенсивности насыщения.
Эта величина может быть записана в виде:
τσ
ν
2
h
I
S
= , (2.18)
где
- сечение поглощения.
Так как
12
nnn
−
= , (см. 2.10), то из (2.9) можно получить
(
)
1
1
21
212
g
n
gg
ggn
Z
−
+
= (2.19)
и тогда, как следует из (2.16)
()
S
IgIgg
Z
Z
221
0
21 ++
= , (2.20)
где
- разность заселенностей в отсутствии внешнего поля, т.е. когда
0
Z
0=
I
.
Из (2.20) следует, что с увеличением интенсивности облучения первона-
чальная разность населенностей падает. Когда интенсивность облучения дости-
гает значения
, первоначальная разность заселенностей уменьшается вдвое.
При
эффектом насыщения можно пренебречь.
S
I
S
II <<
Физический смысл величины
заключается в следующем: произведе-
ние интенсивности излучения на сечение поглощения (2.18), измеренное в еди-
ницах
S
I
ν
h , т.е. величина
ν
σ
hI, дает при непрерывном облучении значение
средней скорости актов индуцированного поглощения. Когда эта скорость, уве-
50
      Обычно вместо объемной плотности энергии ρ используют величину
плотности потока энергии излучения I , или, интенсивность излучения I . Так
как I = ρ c , то удобно записать

                                     ω 12τ + 2B 12 ρτ π ∆ν L
                         n2 =                                         n.   (2.16)
                                1 + (g 1 + g 2 ) 2B 12 ρτ g 2π ∆ν L

         Это позволяет ввести некоторую эффективную характеристику насыще-
ния:

                                             1 cπ ∆ν L
                                      IS =             .                   (2.17)
                                             4 B12τ

I S - имеет смысл плотности потока энергии или интенсивности насыщения.
Эта величина может быть записана в виде:

                                                  hν
                                          IS =        ,                    (2.18)
                                                 2σ τ
         где σ - сечение поглощения.
         Так как n 2 = n − n1 , (см. 2.10), то из (2.9) можно получить

                                         n 2 ( g1 + g 2 ) n1
                                    Z=                   −                 (2.19)
                                               g1 g 2      g1

и тогда, как следует из (2.16)

                                                Z0
                                Z=                                ,        (2.20)
                                     1 + ( g1 + g 2 ) I 2 g 2 I S

         где Z 0 - разность заселенностей в отсутствии внешнего поля, т.е. когда
I = 0.
      Из (2.20) следует, что с увеличением интенсивности облучения первона-
чальная разность населенностей падает. Когда интенсивность облучения дости-
гает значения I S , первоначальная разность заселенностей уменьшается вдвое.
При I << I S эффектом насыщения можно пренебречь.
      Физический смысл величины I S заключается в следующем: произведе-
ние интенсивности излучения на сечение поглощения (2.18), измеренное в еди-
ницах hν , т.е. величина Iσ hν , дает при непрерывном облучении значение
средней скорости актов индуцированного поглощения. Когда эта скорость, уве-


50

Страницы