- 1、本文档共72页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
激光原理第3章激光器的输出特性概要
能级的有限寿命造成了谱线的自然宽度 发光粒子之间的碰撞造成了谱线的碰撞宽度(或压力宽度)。 发光粒子的热运动造成了谱线的多普勒宽度。 实际的谱线线型是以上三者共同作用的结果,我们把这样的谱线叫做发光物质的荧光谱线,其线宽叫做荧光线宽。 激光器在稳定工作时,其增益正好等于总损耗。 理想情况:损耗的能量在腔内的受激过程中得到了补充,而且在受激过程中产生的光波与原来光波有相同的位相,所以新产生的光波与原来的光波相干叠加,使腔内光波的振幅始终保持恒定,相应的就有无限长的波列,故线宽应为“0”。 如果激光器是单模输出的话, 那么它输出的谱线应该是落 在荧光线宽范围内的一条“线” 。 内部的原因:自发辐射引起的激光线宽。 激光器的增益就应该包括受激过程和自发过程两部分的贡献。 在振荡达到平衡时,受激辐射增益+自发辐射增益=腔的总损耗。 受激辐射引起的激光线宽:受激辐射的增益应略小于总损耗。每一个波列都存在一定的衰减率,正是这种衰减造成了一定的线宽。 自发辐射引起的激光线宽:腔内自发辐射又产生一列一列前后位相无关的波列,它们将造成一定的线宽。 (四)激光器的线宽极限 理论计算表明单纯由于腔内自发辐射而引起的激光谱线宽度远小于l Hz(~10-4Hz)。 产生激光线宽的外部原因:温度波动、机械振动、大气压力和湿度的变化、空气的对流、损耗的波动、增益的波动、荧光中心频率漂移等。 因此实际激光线宽远远大于自发辐射引起的激光谱线宽度!(几十Hz,普通氦氖激光器104Hz) 兰姆凹陷的中心频率为 ,宽度大致为均匀增宽的线宽 ,当激光管内气体压力加大时,碰撞增宽使 增大,这将使兰姆凹陷变宽、变浅,甚至会使之消失。图(4.2.4)画的是不同气压下输出功率随频率变化的曲线,图中P3P2P1 (二) 多频激光器的输出功率 如果相邻两个纵模的频率间隔大于烧孔的宽度,并且各频率的烧孔都是彼此独立的,则每个纵模的诸参数与其它纵模不存在时一样,有平均光强为: 此时腔内允许多个纵模存在。 输出功率为: 多频激光器的输出功率为: 若腔内多纵模的频率 对称的分布在 的两侧,也即有一个纵模频率 ,必有另一个纵模频率 ,则在理想情况下有纵模 的增益系数为: 纵模 在腔内的平均光强为: 纵模 的输出功率为: 该多模激光器的输出功率为: (一)造成荧光线宽的原因 3.6 激光器的线宽极限 图(3-16) 荧光谱线与理想的单色激光谱线 (二)激光器的线宽 (三)造成激光器线宽的原因 图(3-17) 激光的极限线宽 增加激光器的输出功率可以减小由于自发辐射引起的激光线宽。 曲线1是衰减的相干光的谱线, 曲线2是自发辐射本身的谱线, 曲线3是总的谱线。 令 ,则有: 整理可得: 则在腔轴附近 有 在近轴的情况下,对称共焦腔光束的等相位面近似为一系列其球心在腔轴上的球面,其半径为: 当z0>0时,z-z0<0;而当z0<0时, z-z0>0 等相位面满足: 当z0=0时,R0=∞,即共焦腔中心的波阵面为垂直于腔轴的平面。 当 时共焦腔的波阵面的半径相同,即共焦腔光束的波阵面在中心两侧是对称分布的。 波阵面半径R0总是大于 ,即波阵面的曲率中心不会与腔心重合。又由 看出, 越大, 越小。 即波阵面离中心越远,其曲率中心离腔中心越近,如图(3.3.5)所示。 当 ,即共焦腔的两个反射镜面正好与光束在此两处的波阵面重合;也就是说镜面上的各点具有相同的位相。 波阵面的分布则示意于图(3.3.7)中。 总结:共焦腔中的光束,好象是从腔轴上的一系列的“发光点”上发出的球面波,其波阵面对腔的中心具有对称的分布.波阵面离中心越远,其曲率中心离腔中心越近 3 高斯光束的远场发散角 远场发散角 (全角) 定义为双曲线的两根渐近线之间的夹角 共焦腔基模光束的理论发散角具有毫弧度的数量缀,它的方向性相当好. 由于高阶模的发散角是随着模的阶次的增大而增大,所以多模振荡时,光束的方向性要比单基模振荡差 4 高斯光束的高亮度 亮度B: 单位面积的发光面在其法线方向上单位立体角范围内输出去的辐射功率。 立体角越小,亮度越大; 一般的激光器是向着数量级约为10-6sr的立体角范围内输出激光光束的。而普通光源发光(如电灯光)是朝向空间各个可能的方向的,它的发光立体角为4πsr。相比之下,普通光源的发光立体角是激光的约百万倍。 例如一台较高水平的红宝石激光
您可能关注的文档
- 漫议小学初中语文教学概要.ppt
- 演讲与口才系列课件之上课经验总结概要.ppt
- 漫画类图文转换概要.ppt
- 漫步神奇的非洲热土概要.ppt
- 漫画题解题技巧概要.ppt
- 漫画人物不同的脸型和表情画法概要.ppt
- 漫谈教师职业道德概要.ppt
- 漳平市小学教师业务知识考试模拟卷概要.doc
- 潇洒的风度概要.ppt
- 漫威作品介绍概要.ppt
- 2024年中国城区经济高质量发展研究报告.docx
- 2024年网络安全现状报告-ISACA-41页.docx
- 什么是数据架构(华为).pdf
- 乘联会:2024年9月轻型商用车市场预测研究报告-16页.pptx
- 2024秋日自然山野研学系列(秋日在野计划主题)活动策划方案-47P.pdf
- 2024AIGC创新应用洞察报告-创业邦.docx
- 智慧社区(街道)康养医疗居家养老管理运营平台体系解决方案.pdf
- 轻工制造“碳中和”专题报告:CCER重启在望,我国碳交易市场大有可为-20230330-民生证券-46页.docx
- 2024年9月中国快递物流行业经济运行情况月度报告.docx
- 2024年纷享销客一体化BI智能分析平台橙皮书V2.docx
最近下载
- 农民工工资支付计划.pdf VIP
- 市政验·绿-4 种植穴、槽的挖掘工程检验批质量验收记录.pdf VIP
- DB53∕T 67.3-2017 建筑消防安全检测评价 第3部分:灭火设施.pdf
- ISO14000环境管理体系练习题.pdf VIP
- 产品质量保证承诺书15篇.pdf VIP
- 2025(部编版)语文九年级上册 第二单元 复习课件.pptx
- 一级建造师工程经济讲义.pdf VIP
- 关于成都市数字化金融创新服务的研究.pdf VIP
- 2023年02月安徽合肥市教育局直属事业单位选调工作人员笔试参考题库+答案详解.docx VIP
- 《单位消防安全管理 第2部分:建筑消防设置维护》 DB53T 270.2-2017.pdf VIP
文档评论(0)