激光原理复习资料

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激光原理复习知识点

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激光原理复习知识点激光原理是激光技术的核心知识之一,它是指光子在受激辐射作用下的放大过程。

下面将详细介绍激光原理的相关知识点。

1.基本概念激光是一种特殊的光,其特点是具有高度的单色性、方向性和相干性。

与常规的自然光不同,激光是一种具有相同频率和相位的光波。

2.受激辐射受激辐射是激光形成的基本原理,它是指当原子或分子受到外界能量激发后,处于激发态的原子或分子会通过辐射的方式从高能级跃迁到低能级,此时会放出光子能量,并与入射光子保持相位一致。

3.激光产生的条件为了产生激光,需要满足以下条件:-有大量的原子或分子处于激发态。

-具有一个能够增加原子或分子跃迁概率的辐射源。

-有一种方法可以让过多的激发态原子或分子跃迁到基态。

4.激光器的结构激光器通常由三个基本部分组成:激活介质、泵浦系统和光学腔。

-激活介质是产生激励能量的介质,如气体、液体或固体。

-泵浦系统是用来提供能量,并将大量原子或分子激发到激发态的装置。

-光学腔是由两个或多个高反射镜组成的光学结构,用来反射和放大光。

5.激光的放大激光的放大是通过在光学腔中来回传播,不断受到受激辐射的作用而增强光波的幅度。

通常,在光学腔中的一个镜子上镀膜,具有高反射率,而另一个镜子具有部分透射和部分反射的特性,用来逐渐放大光。

6.激光的增益介质增益介质是指能够提供光放大的介质,如气体(如CO2、氦氖)、固体(如Nd:YAG)或半导体(如激光二极管)等。

这些介质中的原子或分子通过与激励能量的相互作用,从而达到受激辐射的能量放大。

7.激光的产生方式激光可以通过多种方式产生,其中包括:-激光器:使用激光介质和泵浦系统来产生激光。

-激光二极管:使用半导体材料制成的二极管来产生激光。

-激光腔:使用自激振荡的原理来产生激光。

8.激光的应用激光具有广泛的应用领域,包括但不限于:-激光切割和焊接:激光切割和焊接用于金属加工、制造业等领域。

-激光打印:激光打印用于打印机和复印机等办公设备中。

激光原理复习资料

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1,全息照相是利用激光的相干性好特性的照相方法。

2,能够完善解释黑体辐射实验曲线的是普朗克公式,3,什么是黑体辐射?写出公式,并说明它的物理意义。

答:黑体辐射:当黑体处于某一温度的热平衡情况下,它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量,即黑体与辐射场之间应处于能量(热)平衡状态,这种平衡必然导致空腔内存在完全确定的辐射场,这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。

公式:物理意义:在单位体积内,频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。

4,爱因斯坦提出的辐射场与物质原子相互作用主要有三个过程,分别是自发辐射、受激发射、受激吸收。

5,按照原子的量子理论,原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光,它们所产生的光的特点是()A,两个原子自发辐射的同频率的光相干,原子受激辐射的光与入射光不相干。

B,两个原子自发辐射的同频率的光不相干,原子受激辐射的光与入射光相干。

C,两个原子自发辐射的同频率的光不相干,原子受激辐射的光与入射光不相干。

D,两个原子自发辐射的同频率的光相干,原子受激辐射的光与入射光相干。

6,Einstein系数有哪些?它们之间的关系是什么?答:系数:自发跃迁爱因斯坦系数A21,受激吸收跃迁爱因斯坦系数B12,受激辐射跃迁爱因斯坦系数B21关系:,,f1, f2为E1, E2能级的统计权重(简并度)。

7,自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为()A, B, C, D,8,如何理解光的相干性?何谓相干时间、相干长度、相干面积和相干体积?答:光的相干性:在不同的空间点上、在不同的时刻的光波场的某些特性的相关性。

相干时间:光沿传播方向通过相干长度所需的时间,称为相干时间。

相干长度:相干光能产生干涉效应的最大光程差,等于光源发出的光波的波列长度。

相干体积:如果在空间体积内各点的光波场都具有明显的相干性,则称为相干体积。

9,光腔的损耗主要有几何偏折损耗、衍射损耗、透射损耗和材料中的非激活吸收、散射、插入物损耗。

激光原理复习提纲

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第一章激光的基本原理1.光子的波动属性包括什么?动量与波矢的关系?光子的波动属性包括什么?质量与频率的关系?2概念:相格、光子简并度3光的自发辐射、受激辐射爱因斯坦系数的关系4.形成稳定激光输出的两个充分条件是起振和稳定振荡。

形成激光的两个必要条件是粒子数反转分布和减少振荡模式数5.激光器由哪几部分组成?简要说明各部分的功能。

6.自激振荡的条件?7.简述激光的特点?课后习题:1、5、7、8第二章开放式光腔与高斯光束1.开放式谐振腔按照光束几何偏折损耗的高低,可以分为稳定腔、非稳腔、临界腔。

2.驻波条件,纵模频率间隔3.光线在自由空间中行进距离L时所引起的坐标变换矩阵式什么?球面镜的对旁轴光线的变换矩阵?4.稳定腔的稳定性条件?非稳腔的条件?会计算。

典型的临界腔有哪些?5. 纵模与横模的物理意义.6.共焦腔模式特征(基模镜面上的光斑尺寸,束腰的大小、等相位面的曲率半径、谐振频率、远场发散角)。

高斯球面波在其传输轴线附近可近似看作是一种非均匀球面波。

7.任意一个共焦球面腔与无穷多个稳定球面腔等价,任一稳定腔唯一等价于某一个共焦腔,这里的等价是指行波场相同。

8.高斯光束的q参数在自由空间中的传输规律?q参数通过薄透镜的变换公式为?9.高斯光束束腰的变换公式10.为了使高斯光束获得良好聚焦,通常采用的方法是什么?准直的方法?课后习题:3、5、10、11、24第三章电磁场和物质的共振相互作用1.均匀加宽的机制包括什么?非均匀加宽的机制包括什么?2.说明均匀加宽与非均匀加宽的区别。

3. 对于气体工作物质,主要的加宽类型是由碰撞引起的均匀加宽和多普勒加宽。

其线型函数是什么?两种加宽类型如何过渡?4.能画出三能级系统的结构示意图,说明每个能级的意义。

能列出四能级系统的速率方程组。

5.均匀加宽中,入射光频率1ν偏离中心频率0ν越远,增益系数的饱和作用越弱。

当入射光频率1ν等于中心频率0ν时,增益系数的饱和作用最强 。

激光原理复习自整理资料

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第一章 激光的特性:1.方向性好,最小发散角约等于衍射极限角2.单色性好3.亮度高4.相干性好 波尔兹曼定律:根据统计规律,大量粒子组成的系统,在热平衡条件下,原子数按能级分布服从波尔兹曼定律:kT E i i i eg -∞n 推论:假设gi=gj1.当E2-E1很小,且12-E E E =∆<< kT 时,112n =n , 2.当E2>E1时,n2<n1. 说明高能粒子数密度总是较小3.当E1为基态,E2距离很远时,即E2>E1,012n =n ,说明绝大多数粒子为基态 普朗克公式:11h 8hv 33v -=kT e c v πρ 爱因斯坦关系:自发辐射,受激辐射,受激吸收之间的关系332121hv 8cB A π= 212121g B g B = 光子简并度g :处于同一光子态的光子数。

含义:同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数自发辐射:处于高能级E2的一个原子自发的向E1跃迁,并产生一个能量为hv的光子 特点:1各粒子自发,独立的发射光子;2非相干光源光功率密度:212)()t (q A t hvn =自受及辐射:处于高能级E2的一个原子在频率为v的辐射场作用下,向E1跃迁,并产生一个能量为hv的光子特点:1只有外来光频率满足12hv E E -=;2 受激辐射所发射的光子与外来光特征完全相同,相干光源【频率,相位,偏振方向,传播方向】,光场中相同光子数量增加,光强增加,入射光被放大,即光放大过程光功率密度:v B t hvn t ρ212)()(q =激光功率密度比:v v hv ρπλρπh88c q q 333==自激 增益系数:光通过单位长度激活物质后光强增长的百分数增益饱和:在抽运速率一定的条件下,当入射光的光强很弱时,增益系数是一个常数;当入射光的光强增大到一定程度后,增益系数随光强的增大而减小。

谱线宽度:线型函数在ν0时有最大值,下降至最大值的一半,对应得宽度。

激光原理复习知识点

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一 名词解释1. 损耗系数及振荡条件:0)(m ≥-=ααS o I g I ,即α≥o g 。

α为包括放大器损耗和谐振腔损耗在内的平均损耗系数。

2. 线型函数:引入谱线的线型函数p v p v v )(),(g 0~=,线型函数的单位是S ,括号中的0v 表示线型函数的中心频率,且有⎰+∞∞-=1),(g 0~v v ,并在0v 加减2v ∆时下降至最大值的一半。

按上式定义的v∆称为谱线宽度。

3. 多普勒加宽:多普勒加宽是由于做热运动的发光原子所发出的辐射的多普勒频移所引起的加宽。

4. 纵模竞争效应:在均匀加宽激光器中,几个满足阈值条件的纵模在震荡过程中互相竞争,结果总是靠近中心频率0v 的一个纵模得胜,形成稳定振荡,其他纵模都被抑制而熄灭的现象。

5. 谐振腔的Q 值:无论是LC 振荡回路,还是光频谐振腔,都采用品质因数Q 值来标识腔的特性。

定义p v P w Q ξπξ2==。

ξ为储存在腔内的总能量,p 为单位时间内损耗的总能量。

v 为腔内电磁场的振荡频率。

6. 兰姆凹陷:单模输出功率P 与单模频率q v 的关系曲线,在单模频率等于0的时候有一凹陷,称作兰姆凹陷。

7. 锁模:一般非均匀加宽激光器如果不采取特殊的选模措施,总是得到多纵模输出,并且由于空间烧孔效应,均匀加宽激光器的输出也往往具有多个纵模,但如果使各个振荡的纵模模式的频率间隔保持一定,并具有确定的相位关系,则激光器输出的是一列时间间隔一定的超短脉冲。

这种使激光器获得更窄得脉冲技术称为锁模。

8. 光波模:在自由空间具有任意波矢K 的单色平面波都可以存在,但在一个有边界条件限制的空间V内,只能存在一系列独立的具有特定波矢k 的平面单色驻波;这种能够存在腔内的驻波成为光波模。

9. 注入锁定:用一束弱的性能优良的激光注入一自由运转的激光器中,控制一个强激光器输出光束的光谱特性及空间特性的锁定现象。

(分为连续激光器的注入锁定和脉冲激光器的注入锁定)。

激光原理复习

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激光原理复习(总13页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--激光原理第一章1. 激光器的组成部分及作用(1)工作物质(激活物质):用来实现粒子数反转和产生光的受激发射作用的 物质体系。

(2)泵浦源:提供能量,实现工作物质的粒子数反转。

(3)谐振腔:①提供轴向光波模的正反馈②模式选择,保证激光器单模振荡,从而提高激光器的相干性。

2. 模式数的计算 V c V c g 322824νπννλπ∆=⨯⨯∆= 单色模密度:328c n πνν= 计算例:封闭腔在5000 Å处单色模密度。

Hz c14108106105000103⨯=⨯⨯==-λυ 353821432s 1035.310310614.388-⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==m c n )()(πυυ3. 光谱宽度的计算c l c t //1=∆≈δν 其中,c l 为波列长度。

4. 本征状态的定义给定空间内任一点处光的运动情况,在初始条件和边界条件确定后,原则上就可求解麦克斯韦方程组,一般可得到很多解,而且这些解的任何一种线性组合都可满足麦克斯韦方程,每一个特解,代表一种光的分布,即代表光的一种本振振动状态。

5. 光子简并度的定义 光子简并度对应于线度光源λ,在单位时间单位立体角内发出单位频宽的光子数(处于同一个相格中的光子数,处于一个模式中的光子数,处于相干体积内的光子数,处于同一量子态内的光子数,都有相同的含义,均定义为光子简并度)。

并用δ表示:νλνδ∆∆Ω∆==∆ΩS h P g n )/2(26. 光子简并度与单色亮度之间的关系光源的光子简并度,从微观上反映出光源的单色亮度。

单色亮度:∆Ω∆∆=ννS P B 。

光子简并度δ与单色亮度νB 之间的关系为:hv B v 22λδ=7. 光子平均能量的表达同一种光子运动状态(或同一种光波模式)的光子平均能量:1)exp(-=KT h h E νν8. 光的自发辐射、受激吸收、受激辐射自发辐射:处于2E 的原子在无外来光子情况下自发地向1E 能级跃迁,发射能量以光辐射形式放出即自发辐射。

激光原理复习提纲

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激光原理复习提纲《激光原理》复习大纲第1,2章:激光的基本原理1.光波模式的概念。

2.理解自发辐射、受激辐射、受激吸收三个过程;三个爱因斯坦系数、跃迁几率的含义。

3.理解集居数反转。

4.激光器三个必要条件。

5.激光的特性。

第3,4章:开放式光腔与高斯光束1.横模与纵模的概念。

2.识别横模图样及表示方法。

3.纵模频率间隔的计算。

4.无源谐振腔的Q值的定义。

5.腔镜反射不完全引起的损耗如何计算。

6.腔的菲涅耳数的概念,它与腔的衍射损耗的关系。

7.共轴球面腔的稳定性条件。

8.一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价关系。

9.稳定球面腔基模高斯光束主要参量的含义及计算:束腰光斑的大小,束腰光斑的位置,镜面上光斑的大小,任意位置激光光斑的大小,等相位面曲率半径,光束的远场发散角,共焦参量。

10.了解基模高斯光束振幅的分布规律,等相面在空间的分布规律。

11.模体积的基本概念。

12.高斯光束q参数的含义及表达式,q参数与光斑半径和等相面曲率半径的关系。

13.高斯光束q参数的变换所遵循的规律,利用ABCD法则分析高斯光束的传输和变换问题。

(仅要求在自由空间的变换和经过透镜的变换)14.会计算高斯光束经过透镜变换前后的束腰大小及位置及任意位置光斑的大小。

15.理解高斯光束的聚焦和准直的含义,理解单透镜焦距以及束腰到透镜距离对高斯光束的聚焦与准直效果的影响。

16.了解构成非稳定腔的条件及其特点。

(注:本章计算题仅限于双反射镜开腔,对环形腔不做要求)第5章:谱线加宽和线型函数1.什么是谱线加宽?有哪些加宽的类型,它们各有什么特点?2.线宽和线型函数的概念。

3.了解均匀加宽和非均匀加宽的概念。

掌握洛仑兹线型公式。

4.理解自然加宽、碰撞加宽和多普勒加宽的形成机理。

掌握它们各自的线宽的计算。

5.会计算多普勒加宽的表观中心频率和表观中心波长。

6.了解吸收截面、发射截面的概念。

7.理解单模振荡速率方程组中各项的含义。

根据激光三能级和四能级系统图,应能写出相应的速率方程组。

激光原理期末知识点总复习材料

激光原理期末知识点总复习材料

激光原理期末知识点总复习材料激光原理是物理学和光学学科中的重要内容,它是现代科技发展的基础之一、下面是激光原理期末知识点的总复习材料。

1.激光的定义和概念:激光是指具有相干特性、能量集中、波长单一且紧凑的光束。

其与常规光的最大区别在于具有相干性和能量集中性。

2.激光的产生过程:激光的产生过程主要包括受激辐射和自发辐射。

受激辐射是指在外界光或电磁辐射的刺激下,原子或分子由基态跃迁到激发态并通过受激辐射返回基态时所发射的光。

自发辐射是指原子或分子自发地从激发态返回基态所发射的光。

3.光激发和电子激发的激光:根据产生激发所用的不同方法,激光可以分为光激发和电子激发的激光。

光激发的激光是通过外界光的能量传递使原子或分子激发并产生激光。

电子激发的激光是通过外界电子束或放电使原子或分子激发并产生激光。

4.激光功率和激光能量:激光功率是指单位时间内激光辐射出的能量,单位为瓦特(W);激光能量是指激光脉冲的总能量,单位为焦耳(J)。

5.激光的特性:激光具有相干性、方向性、单色性和高亮度等特性。

相干性是指激光的波长相近的光波的相位关系保持稳定,能够构成干涉图样。

方向性是指激光具有狭窄的发射角度,能够通过透镜等光学元件进行聚焦。

单色性是指激光具有非常狭窄的波长,具有很高的色纯度。

高亮度是指激光能够将能量集中在很小的空间范围内,能够产生很高的光功率密度。

6.激光器的结构和工作原理:激光器主要由激光介质、泵浦能源、光腔和输出镜组成。

激光介质是产生激光的核心部件,泵浦能源是提供激发条件的能源,光腔是激发介质形成激光放大的空间环境,输出镜是选择性反射激光光束的光学元件。

7.常见的激光器种类和应用:常见的激光器种类包括氦氖激光器、二氧化碳激光器、半导体激光器和固体激光器等。

激光器的应用非常广泛,包括科学研究、医学治疗、通信、激光加工和激光雷达等。

8.激光安全:激光具有较强的穿透力和燃烧能力,因此在使用激光器时需要注意安全。

激光安全主要包括对激光光束的防止散焦、眼睛和皮肤的防护、激光辐射的监测和控制等。

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激光原理复习资料激光原理复习资料填空42′工程分析3×6′(18′)工程设计题2×8′(16′)计算3×8′(24′)基础知识【一级知识点】各类激光器的中心波长:He-Ne激光器:632.8 nmCO2激光器:10.6 μmNd:YAG激光器:1064nm【二级知识点】(小信号增益曲线,振荡阈值条件,荧光谱线,线宽极限:由于自发辐射的存在而产生的一种无法消除的线宽(即是说不可能做到比这一线宽更窄),在有源腔中,由于增益介质的色散,使纵模频率比无源腔纵模频率更接近中心频率,这种现象称为频率牵引。

表观中心频率) 【二级知识点】(当光强I可以与饱和光强Is可以比拟时,反转集居数Δn随I的增加而减少,这种现象称为反转集居数的饱和,此时Δn<Δn0(Δn0为小信号反转集居数密度))Chapter 11、为何频率越高,激光器越难制造?答:1、频率越高,模密度越大,提取单个模的难度也越大。

2、A21/B21越大,自发辐射占优势,简并度下降。

2、工程分析题:推导均匀平面波情况下谐振腔的谐振频率和纵模间隔。

答:当波在镜面上发生反射时,入射光与反射光会发生干涉,多次往返形成多光束干涉。

为使光束能在腔内形成稳定振荡,光束应满足相长干涉的条件,即光束在谐振腔内往返一次回到原来的位置,相位改变2π的整数倍。

得驻波条件:qL ?=?=?Φπλπ2'22 (1)谐振条件:2λqL'= (2)取λ为λq ,将qqcλν=代入(1)式,得谐振条件:'2L c qq=ν (3)当谐振腔内充满折射率为n 的均匀介质时,有nLL =',代入(3),得nLc qq2=ν (4)式(3)、(4)中q ν即为谐振频率。

两个相邻纵模间的频率之差即为纵模间隔:nLc L c q q q 2'2-1===?+νννChapter 21、光腔的损耗:几何偏折损耗,衍射损耗,镜面反射不完全引起的损耗,内部损耗。

(前两个称为选择损耗)共轴球面腔的稳定性条件为102121111R L ,gR L g -=-=(L 为腔长,R 为镜面曲率半径)。

2、(镜子凹凸性判断:在两面镜子的中间选一点作为参考点,根据该参考点直观判断镜子的凹凸。

对凹面镜R 取正值,凸面镜R 取负值。

★稳定性判别法(直观法):以反射镜的曲率中心和顶点为特征点,若另一个反射镜有且仅有一个特征点,落入此反射镜两特征点中间。

则为稳定腔)3、镜面反射不完全引起的损耗,损耗因子21ln 21r r δr -=(r 为镜面反射率,即功率反射系数)。

4、阈值增益系数:lg t δ=(δ为平均单程损耗因子,l 为工作物质长度。

对稳定腔,δ由单程衍射损耗d δ和反射不完全损耗r δ叠加而成)。

5、纵模间隔:nLc L'c Δνq 22==(L ’为光学腔长,L 为几何腔长,n 为谐振腔内总体的折射率)6、模阶次越高,方向性越差,损耗越大。

7、21(z)f z w w +=zf z z R 2)(+=πλf w =工程设计题:稳定腔内的基模光束以高斯光束的形式在空间传播,已知Chapter 3不考!Chapter 4【一级知识点】 1、自然线宽荧光线宽,均匀加宽线宽,多普勒线宽,碰撞线宽,--- --NFHDLννννν2、线型函数)νg(ν0,描述的是:自发辐射发光功率分布在中心频率附近很小的频率范围内,且辐射在中心频率处功率最大,往两边指数式衰减。

3、谱线宽度(线宽):在线型函数中,在2v ?±ν时发光功率下降至最大功率的一半。

按上式定义的v ?称为谱线宽度。

(从图形上看就是半高宽度)4、增益饱和:当入射光强I 可以与饱和光强Is 可以比拟时,增益g H 的值随I 的增加而减少,这种现象称为增益饱和。

特性:1) 对于均匀加宽工作物质,1、入射光强的频率越靠近中心频率,饱和效应越强。

2、强光入射不仅是自己的增益系数下降,还使其他频率的弱光的增益系数下降,因此增益在整个谱线上均匀下降。

2) 对于非均匀加宽工作物质,1、饱和效应的强弱与入射光强的频率无关。

2、若入射光强频率为1ν,那么只有表观中心频率在1ν附近的粒子,它的反转集居数会达到饱和。

该现象称为增益曲线的烧孔效应。

5、均匀加宽:每个粒子对任一频率处的光源谱线均有贡献。

属于洛伦兹线型。

有自然加宽,碰撞加宽,晶格振动加宽。

对气体激光器,多体现为碰撞加宽。

对固体激光器,多体现为晶格振动加宽。

6、非均匀加宽:加宽后中心频率改变,每个粒子只对光谱线相应部分有贡献。

属于高斯线型。

对气体激光器,多体现为多普勒加宽。

对固体激光器,多体现为晶格缺陷加宽。

7、在气体激光器中,碰撞线宽与气压成正比。

8、用自然辐射荧光谱线宽度F Δν统一表示均匀加宽线宽H Δν和非均匀加宽线宽i Δν。

9、自发辐射的跃迁几率A 21与自发辐射寿命τ互为倒数关系。

10、兰姆凹陷深度与激发参量δ/l g m 成正比。

11、四能级系统更容易实现集居数反转。

12、在四能级系统中,无辐射跃迁S 32和S 10占主导。

13、增益系数时频率和光强的函数。

14、速率方程:描述激光器腔内光子数和工作物质相关能级原子随时间变化的微分方程。

Chapter 5【一级知识点】1、阈值增益系数lδg t=(δ为损耗,l 为工作物质长度),仅当工作物质的增益系数大于阈值增益系数时,激光产生自己振荡。

特点:不同的纵模具有相同的损耗,因此有相同的阈值增益系数;不同的横模具有不相同的损耗,因此阈值增益系数不同,且横模阶次越高,阈值越大,越难产生自激振荡。

2、提高阈值的几种方式:从lδg t =看,可以增大损耗,减小工作物质长度。

3、激光器输出功率:)(νATI P q S 21=(A :激光束有效截面面积,T :输出反射镜的透射率)4、兰姆凹陷:在多普勒非均匀加宽激光器中,对于某一频率为q ν的模式,其输出功率为P 。

在这样P-q ν曲线中,输出功率P 随着q ν的增大而在中心频率0ν附近图形出现凹陷的现象。

(产生原因:由于烧孔的面积S 越大,消耗的反转集居数越多,P 的值越大。

本来q ν越靠近0ν,面积S 越大,但是由于两个对称的烧孔逐渐合二为一,面积S 减小,于是出现凹陷)兰姆凹陷宽度约等于烧孔宽度;随着激光器气压升高,碰撞线宽增加,凹陷宽度变大,宽度变浅。

烧孔重合易导致强竞争。

5、工程分析题:简述均匀加宽的模式竞争答:在谐振器内有多个模式满足起振条件,虽然各个模式的频率不同,消耗的是相同的反转集居数密度。

造成模式间的竞争。

开始时,光强较弱,多个模式共同存在。

随着光强的增加,由于增益的饱和效应,增益曲线整体下降。

由于增益曲线越靠近中心频率处的增益越大,在增益曲线下降过程中,离中心频率越近的纵模更容易满足阈值条件,在竞争中获胜。

其他纵模则相继湮灭。

【二级知识点】6、增益的空间烧孔效应:在驻波腔激光器中,腔内形成一个驻波场,波腹处增益最小,而波节处增益最大,沿光腔方向增益系数的这种非均匀分布称为空间烧孔效应。

(这是一种纵向的空间烧孔效应) Chapter 6【一级知识点】小增益无损,大增益无损Chapter 71、纵模选择:在多模振荡中获取单纵模。

纵模选择的几种方法:短腔法,行波腔(插入环行腔插入隔离器),选择性损耗法。

其原理与条件:2、标准具因多光束干涉效应,只能透过特定频率的光,从而对不同的光有不同的损耗。

3、稳频原因由于实际中激光频率漂移远大于线宽极限,需要对激光进行频率稳定。

4、频率稳定特性包括频率稳定性与频率复现性。

频率稳定性体现频率相对于参考标准频率的波动。

频率复现性体现参考标准频率本身的波动。

常用调Q方法有转镜调Q,电光调Q,声光调Q和饱和吸收调Q5、一般调Q均为工作物质储能,是脉冲反射式调Q;而腔倒空为谐振腔储能,是脉冲透射式调Q。

6、锁模:使各个振荡模式的频率间隔保持一定,并具有确定的相位关系。

从而使激光器输出一系列时间间隔一定的超短脉冲。

7、腔倒空可以获得高功率,短脉冲的激光,而锁模能得到更高的功率,更短的脉冲。

8、腔长越长,荧光线宽越大,腔内振荡的纵模模式越多,锁模脉冲的峰值功率越大。

9、锁模脉冲周期cL'ΩπT 220==(Ω 为角频率,L ’为腔的光学长度)10、锁模分为主动锁模,被动锁模,自锁模。

锁模是多模振荡。

例题:一幅度调制锁模He-Ne 激光器输出谱线形状近似于高斯函数,已知锁模脉冲谱宽为600MHz ,试计算其相应的脉冲宽度。

答:对幅度调制锁模有44120.τΔν≈(对于相位调制则是0.626)。

匹配于<<激光原理>>第六版,周炳琨等编著。

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