Оптическая и квантовая электроника. Светцов В.И. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГХТУ | Иваново

Составители: 

Рубрика: 

11
Очевидно, что смысл x
v
- это относительное приращение потока энергии
на единице пути. Энергия, выделяемая в единице объема в единицу времени,
определяется уравнением (1.9) и представляет собой производную
интенсивности излучения по расстоянию. С учетом изложенного можно
записать:
c)(P
)()NN(Bh
x
mnnm
v
ν
ν
ρ
−
ν
−= ,
x
hB N N
c
v
nm n m
=−
−
ν
( )
. (1.10)
Для лазерных сред отрицательный коэффициент поглощения получил
название коэффициента усиления. Он непосредственно характеризует
усилительные свойства среды.
При распространении волны в инверсной среде часть ее интенсивности
теряется за счет различных потерь. Этот процесс так же можно описать
уравнением Бугера:
dI xIdx
v
п
v
=
−
, (1.11)
где x
п
- коэффициент потерь. Учитывая потери в среде и усилительные ее
свойства, окончательное уравнение изменения интенсивности волны можно
представить в виде:
dI x x Idx
v
v
п
v
=
−
( ) . (1.12)
Очевидно, что усиление будет иметь место при x
v
>> x
п
то есть
необходимо иметь некоторую критическую или пороговую инверсную
заселенность, определяемую выражением:
x
hB N
с
п
nm по
=
ν
р
,
N N N
по n mр
( )
=
−
. (1.13)
Усилительные свойства среды можно улучшить, если использовать
положительную обратную связь, то есть возвращать часть сигнала в активную
среду, обеспечивая многократное прохождение его. При этом достигается
гораздо большее усиление. Если усиление существенно перекрывает потери
среды и системы обратной связи, то произойдет самовозбуждение усилителя,
начнется генерация излучения.
Интегральное усиление сигнала в инверсной среде характеризуется
коэффициентом усиления, представляющим отношение величины выходного
сигнала к входному: 
     Очевидно, что смысл xv - это относительное приращение потока энергии
на единице пути. Энергия, выделяемая в единице объема в единицу времени,
определяется уравнением (1.9) и представляет собой производную
интенсивности излучения по расстоянию. С учетом изложенного можно
записать:
             hνB nm ( N n − N m )ρ(ν)
      xv = −                          ,
                      P (ν )c
              hνB nm ( N n − N m )
     xv = −                        .                             (1.10)
                            c
      Для лазерных сред отрицательный коэффициент поглощения получил
название коэффициента усиления. Он непосредственно характеризует
усилительные свойства среды.
      При распространении волны в инверсной среде часть ее интенсивности
теряется за счет различных потерь. Этот процесс так же можно описать
уравнением Бугера:
      dI v = − x п I v dx ,                                      (1.11)
где xп - коэффициент потерь. Учитывая потери в среде и усилительные ее
свойства, окончательное уравнение изменения интенсивности волны можно
представить в виде:
      dI v = ( x v − x п )I v dx .                             (1.12)
      Очевидно, что усиление будет иметь место при xv >> xп то есть
необходимо иметь некоторую критическую или пороговую инверсную
заселенность, определяемую выражением:
           hνB nm ∆N по р
      xп =                  ,
                   с
      ∆N по р = ( N n − N m ) .                             (1.13)
      Усилительные свойства среды можно улучшить, если использовать
положительную обратную связь, то есть возвращать часть сигнала в активную
среду, обеспечивая многократное прохождение его. При этом достигается
гораздо большее усиление. Если усиление существенно перекрывает потери
среды и системы обратной связи, то произойдет самовозбуждение усилителя,
начнется генерация излучения.
      Интегральное усиление сигнала в инверсной среде характеризуется
коэффициентом усиления, представляющим отношение величины выходного
сигнала к входному:

                                   11

Страницы