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激光的阈值条件介绍

时间:2011-12-31 22:41:24  来源: 打印本文

激光的阈值条件介绍

2005/2/24/14:10    激光器实现激光输出的临界条件。在激光器的工作物质已实现粒子数反转后,对频率在工作物质荧光谱线宽度范围内的光能产生光增益。但由于存在着众多的损耗因素,如反射镜的吸收、衍射,工作物质不均匀造成的折射和散射,以及激光输出等因素,所以为了使谐振腔内的光振荡继续维持、加强,并继续实现激光输出,必须要求增益大于损耗。设谐振腔长为L,两块反射镜的光强反射率为R1R2,增益系数为Gv),第一块反射镜面处的光强为I0,则通过增益介质到达第二块反射镜面时的光强为I0eG(v)L;反射光强为R2I0eG(v)L。再经过长度为L的工作物质并在第一反射镜面处反射后,光强变为R1R2I0e2G(v)L,以此规律不断重复。光束在腔中每经过1次往返,其光强便改变R1R2e2G(v)L倍。如果这倍数小于1,光强将减小,因此不可能建立激光振荡。所以,实现激光振荡的阈值条件为

R1R2e2G(v)L1


即增益系数必须满足上述条件。由于增益系数与粒子数反转成正比,因此相应地存在一个粒子数反转阈值,简称阈值反转。阈值条件还有多种表达方式,如阈值电流密度,阈值功率密度,其含义都是一样的。