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脈沖固體激光器的輸出特性

星之球科技 來源:天琪激光2011-09-20 我要評論(0 )   

將普通的脈沖固體激光器輸出的脈沖,用示波器進行觀察、記錄,發現其波形并非一個平滑的光脈沖,而死由許多振幅、脈寬和間隔作隨機變化的尖峰脈沖組成的,每個尖峰的寬...

 將普通的脈沖固體激光器輸出的脈沖,用示波器進行觀察、記錄,發現其波形并非一個平滑的光脈沖,而死由許多振幅、脈寬和間隔作隨機變化的尖峰脈沖組成的,每個尖峰的寬度約為0.1-1us,間隔為數微妙,脈沖序列的長度大致與閃光燈泵浦持續時間相等。這種現象稱為激光器弛豫振蕩。
產生弛豫振蕩的主要原因是:當激光器的工作物質被泵浦,上能級的粒子反轉數超過閾值條件時,即產生激光振蕩,使腔內光子數密度增加,而發射激光。隨著機構的發射,上能級粒子數大量被消耗,導致粒子反轉數降低,當低于閾值水平時,激光振蕩就停止,這時,由于光泵的繼續抽運,上級粒子反轉數重新積累,當超過閾值時,又產生第二個脈沖,如此不斷重復上述過程,直到泵浦停止才結束。可見每個尖峰脈沖都是在閾值附近產生的,一次脈沖的峰值功率的提高,而只會使小尖峰的個數增加。
弛豫振蕩產生的物理過程,顯示出了在弛振蕩過程中粒子反轉數和腔內光子數的變化,每個尖峰可以分為4個階段:
在第一階段:激光振蕩剛開始時,由于光泵作用,△n=△nt,q=0;由于光泵作用,△n繼續增加,與此同時,腔內光子數密度也開始增加。由于q的增長而使△n減少的速率小于泵浦使△n增加的塑料,因此△n一直增加到最大值。
第二階段:△n值達到最高后開始下降,但仍然大于△nt,因此q繼續增長,而且增長非常迅速,達到最大值。
第三階段:△n<△nt,增益小于損耗,光子數密度q減少,并急劇下降。
第四階段:光子數減少到一定程度,泵浦又起主要作用,于是△n又開始回升,到t5時刻△n又達到閾值△nt,于是又開始產生第二個尖峰脈沖。產生一系列尖峰脈沖。

 

 

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