激光原理与技术教学课件-第3讲：典型激光器的速率方程---朱晓.pptVIP

激光原理与技术 第3讲：激光器的速率方程 主讲人：朱晓 2014-02 第三节 对爱因斯坦唯像理论的修正 激光原理与技术 为什么要修正？ 自发辐射的光并不是单色光，而是存在一定的谱线宽度! Yb:YAG激光晶体的吸收与发射谱线 Nd:YAG激光晶体的吸收与发射谱线 激光原理与技术 （关于线型函数的类型及谱线加宽的机理后期进行深入讲解！） 线型函数的定义： 激光原理与技术 激光原理与技术 激光原理与技术 * 激光原理与技术 激光原理与技术 进一步导出有用概念 激光原理与技术 激光原理与技术 第四节 激光器速率方程理论 激光原理与技术 各能级粒子数及腔内光子数密度随时间变化的方程 建立速率方程的物理基础: 爱因斯坦唯像理论 红宝石, 掺铒光纤 He -Ne, Nd: YAG w13 A31 S31 S32 A21 S21 w21 w12 E1 E2 E3 较大 w03 A30 S30 S32 S21 A21 W21 E3 E2 E1 E0 W12 S10 × × 基态能级 抽运高能级 亚稳态能级 （1）在激励的泵浦下，基态E1上的粒子被抽运到了能级E3上。用受激吸收几率W13表示。 （2）到达E3上的粒子，以无辐射跃迁的形式迅速转移到激光上能级E2上，（几率为S32)。 （3）激光上能级E2一般为亚稳态能级，粒子从E2能级回到E1能级有以下几个途径： a,无辐射跃迁的形式 S21 b,受激辐射跃迁的形式 W21 c, 同时在两能级之间存在受激吸收 W12 激光原理与技术 激光原理与技术 激光原理与技术 w13 A31 S31 S32 A21 S21 w21 w12 E1 E2 E3 激光原理与技术 激光原理与技术 速率方程描述了粒子在各个能级间的转换过程，其中也伴随着能量的转换与损耗： 无辐射跃迁的量子效率： 能量及效率的转换过程（以四能级结构为例）： 荧光效率： 总量子效率： （发射荧光的光子数/工作物质从光泵浦吸收的光子数） 激光原理与技术 激光原理与技术 谢 谢 ！ 激光技术系（激光加工国家工程研究中心）