Непрерывный режим работы лазера.
Предварительный опрос
- Какие функции у лазерного резонатора?
- Какие потери существуют в лазере с открытым резонатором? Какими величинами они характеризуются?
- Почему четырехуровневая система более эффективна, чем трехуровневая?
- Как представлено электромагнитное поле в теории балансных уравнений?
- Что такое инверсная разность населенностей уровней?
- Что такое релаксация?
- Как между собой соотносятся скорость перехода, вероятность перехода, время жизни и время распада уровня.
- Какая связь между интенсивностью электромагнитной волны и плотностью потока фотонов?
- В чем проявляется насыщение среды?
- Какой лазерный переход насыщается легче, с большим или с меньшим сечением поглощения?
Содержание лекции
- Усиление среды.
- Распределенные потери.
- Условия существования лазерной генерации.
- Пороговая разность населенностей.
- Развитие лазерной генерации в случае непрерывного режима работы.
- Выходная плотность потока фотонов и выходная мощность.
- Оптимизация выходной мощности.
Задание на дом
- Законспектировать материал по теме "Инфракрасный (ИК) диапазон. Свойства, значение, применение."
- Решить задачу. Найти потери на связь
, при которых выходная интенсивность лазерного излучения будет максимальной. Общее выражение для интенсивности следующее:
Найти, также, выражение для максимальной интенсивности. Обозначения величин имеются в лекциях.
Литература
- Лекция "Фотоны и атомы".
- Лекция "Усиление и насыщение среды".
- Лекция "Условия существования лазерной генерации".
- Лекция "Оценка выходной мощности непрерывного лазера".
- О.Звелто. Принципы лазеров. М., «Мир», 1990. Разделы 1.2, 2.3.4, 5.3.3.
- M. Csele.Fundamentals of light sources and lasers. 2004. Chapters 5.10. Required pump power and efficiency, 5.11. Output power.
- B.E.A. Saleh, M.C. Teich. Fundamentals of Photonics. 2007. Chapter 14.1. Theory of laser amplification. Chapters 15.1. Theory of laser oscillation, 15.2. Characteristics of the laser output.