2015激光原理与20课程.pptx

dGD 0(ν)  n0(ν1)dν1B21 gH(ν)hν  n0gD(ν1)dν1B21 GD 0(ν)  dGD 0(ν)  n0gD(ν1)dν1B21 c 2  0 hνgD(ν)  n B21 c  n0B21 hνgD(ν) hνgH(ν)  c 2.介质的小讯号增益系数是介质中各种速度的粒子数密度 hνgH(ν) 反转分布的贡献之和，故有    0 0 hν gD(ν1) dν1 (νν1)2 (ν 2)2  n0B21 ν   c 0 ν dν1 2 (νν1)2 (ν 2)2 Information Science and Engineering Technology 0    c §5.3 非均匀加宽情况的增益饱和 一、非均匀增宽介质在小信号时的增益系数 1.频率为v1 粒子数密度反转分布对小讯号增益系数的贡献，就 象均匀增宽型介质的 n0 对 G0(ν)的贡献那样  c Information Science and Engineering Technology 考虑非均匀加宽激光工作物质（多普勒加宽）： 加宽线型组成。 ----由许多具有不同中心频率  0 和以 0 为中心频率的均匀 设小信号时反转粒子数密度为n0 ，则表观中心频率在  0 ~ 0 dv0 范围内的反转粒子数密度为： n0(0 )d0  n0gD(v0 ,v0)dv0 G v  1   G v0  4ln2vv02  exp  vD  Iv    3.可以求得中心频率处的小讯号增益系数 GD 0(ν0) ，它与线 宽νD 成反比 2 ln 2 hν0( ) 二、非均匀增宽介质在大信号时的增益系数 1、条件：线型函数为 的非均匀加宽工作物质， gDv0 ,v0 同时再考虑少许均匀加宽(如自然加宽)。 2、大信号增益系数公式 条件： v 的光，以 Iv 入射到非均匀加宽工作物质上。   s  0 D 2 1  Information Science and Engineering Technology 0 D  Iv   Is  GDv,Iv GD 0GD 0v0exp  4ln2vv02  vD 2 4v0 vD GDv,IvGD v 其中：    —小信号 增益系数 ln 2  v2A21 2 GD 0v0 n0 21  n0 —中心频率处的小信号增益系数 3、公式推导(略) 4、公式讨论 相比拟时，则： Iv GDv,Iv 0 —增益系数饱和 Information Science and Engineering Technology (1) 当 Iv 足够强，可与 Is (2)增益系数饱和效应与频率无关，因为无论频率 Iv Is 1 为多少，都有： GDv,IvGDv 0 （3）非均匀加宽增益饱和效应比均匀加宽要弱，因 为是平方根关系 二、激光放大器中的烧孔效应 1、 弱光下的 n0v~ v 曲线 n0v v Information Science and Engineering Technology 2、强光 v 1、Iv 1 作用下的 nv~ v 曲线 v 谱线，在准单色光作用 下的饱和行为可用均匀 加宽加以讨论。 Information Science and Engineering Technology 线宽为 vH 的均匀加宽 nv (1) 表观中心频率为 v 的 粒子发射中心频