Методические указания к лабораторным работам по курсу "Основы физики лазеров". Летута С.Н. - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОГУ | Оренбург

Составители: 

Рубрика: 

Тогда из (2.24) получим
12
1
12
0
JJ
J
JJ
lK
−+
−
= , (2.27)
что дает
lKJ
J
J
lKJJ
01
1
1
012
1
+≈
+
+= . (2.28)
В отсутствии потерь энергии при сильном насыщении каждый элемен-
тарный участок усиления добавляет энергию в общий поток. При учете потерь
ситуация существенно изменяется. При малых, но конечных значениях отно-
шение
0
K
β
и при 1 уравнение (2.23) можно записать в виде: 1
21
>>>> J,J
()
0
0
10
1
20
2
00
K
lK
JK
J
JK
J
KK
ββ
ββ
ββ
−
−
=
−
exp . (2.29)
Пренебрегая различием в значениях
0
1
K
J
β
и
0
2
K
J
β
, а также величиной
0
K
β
по сравнению с единицей, из (2.29) можно получить
()()
lJl
K
J
ββ
β
−+−−= expexp
1
0
2
1
()
. (2.30)
При больших длинах (1>>
l
β
) входной сигнал затухает, а выходной дос-
тигает стационарного значения (в единицах
S
IJI
=
)
Smax
I
K
I
β
0
= . (2.31)
Отсюда следует, что в лазерном усилителе бегущей волны интенсивность
выходного излучения определяется в конечном счете интенсивностью насыще-
ния, коэффициентом линейного усиления (
K ) и коэффициентом потерь (
0
β
).
Стационарное значение интенсивности излучения, распространяющегося по
усилителю, устанавливается тогда, когда все, что может излучить единичный
отрезок длины активного вещества в режиме полного насыщения, поглощается
за счет нерезонансных потерь в том же отрезке. Этот баланс поглощенной и из-
лученной энергии приводит к исчезновению дальнейшего усиления по мере
распространения вдоль усилителя.
52
Тогда из (2.24) получим

                                       J 2 − J1
                             K 0l =             + J 2 − J1,                   (2.27)
                                          J1
что дает

                                               J1
                          J 2 = J1 + K 0l           ≈ J1 + K 0l .             (2.28)
                                             1 + J1

     В отсутствии потерь энергии при сильном насыщении каждый элемен-
тарный участок усиления добавляет энергию в общий поток. При учете потерь
ситуация существенно изменяется. При малых, но конечных значениях отно-
шение β K 0 и при J 1 >> 1, J 2 >> 1 уравнение (2.23) можно записать в виде:

                     β K0              β K0
                   J2                J1                  (K 0 − β ) β l
                                =                exp                      .   (2.29)
                  K 0 − βJ 2        K 0 − βJ 1                  K0

                                              β K           β K
Пренебрегая различием в значениях J 1 0 и J 2 0 , а также величиной β K 0
по сравнению с единицей, из (2.29) можно получить

                            K0
                    J2 =         ( 1 − exp (− βl )) + J 1 exp (− βl ) .       (2.30)
                            β

      При больших длинах ( β l >> 1 ) входной сигнал затухает, а выходной дос-
тигает стационарного значения (в единицах I = J I S )

                                                    K0
                                          I max =        IS .                 (2.31)
                                                    β

      Отсюда следует, что в лазерном усилителе бегущей волны интенсивность
выходного излучения определяется в конечном счете интенсивностью насыще-
ния, коэффициентом линейного усиления ( K 0 ) и коэффициентом потерь ( β ).
Стационарное значение интенсивности излучения, распространяющегося по
усилителю, устанавливается тогда, когда все, что может излучить единичный
отрезок длины активного вещества в режиме полного насыщения, поглощается
за счет нерезонансных потерь в том же отрезке. Этот баланс поглощенной и из-
лученной энергии приводит к исчезновению дальнейшего усиления по мере
распространения вдоль усилителя.




52

Страницы