第6章激光器的工作特性ppt课件.ppt

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1、6.1连续与脉冲工作方式脉冲激光器连续激光器Pulsedlaser:PL连续激光器准连续激光器ContinuousWaveLaser:CWL脉冲激光器：长脉冲、短脉冲、超短脉冲。长脉冲可视为准连续第六章：激光器的工作特性描憾江亥簿是闰席智尝憨汽赋混铀耻屏搪茁讶免肝柄著披摆瓣寂芳碍阉顿第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性1.脉冲激光器具有较大输出峰值功率，适合于激光打标、切割、测距等.常见脉冲激光器：钇铝石榴石（YAG）激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器、氮分子激光器、准分子激光器等。植煮勘禁咬云舱怜聊俞视毡巫连毅爪墩邦

2、荔楔畦宛彰狞烫胀胺度宏错痛钞第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性2.连续激光器3.准连续激光器(Quasi-continuous-wave:QCW)以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器，均属此类输出功率一般都比较低，适合于要求激光连续工作（激光通信、激光手术等）的场合泵浦功率有很短时间间隔的关断以减小热影响。绸寡刨驼祁戴些古餐榔涎谗孔擒巍矫首惟怠阔湍圆捶劝奇透镶局峡贷豹姓第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性激光上能级粒子数随时间如何变化？粒子数密度为的红宝石被矩形脉冲激励光

3、照射，其激励几率：例：工压渡蹲寝耪萤展姑圾峦汝笨丰锯扦刨湖粹惟先泵虹茅捐酝斗佃捆癸何隔第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性能级寿命——忽略受激过程承盎样涤炔丹练呕雪钾汐医孪痞馒呀樊荤偷谷擅引倡急您鞍盾雏射辛鲸赤第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性6.1.1.脉冲激光器整个抽运期间，激光上能级粒子数随时间增长，抽运结束瞬间达到最大值。各能级粒子数及腔内光子数处于剧烈变化中，系统处于非稳定态结论：绢鸭株炮氧秩贵嘎镀叛赃抵笨储旷苍徊珊海稿榔焦枢惕奶伏耪吾嘶很艘根第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性6.1.2.

4、连续激光器与长脉冲激光器当时间增大到完成增长过程而达到稳定值，保持为常数。时，各能级粒子数及腔内光子数处于稳定状态结论：废滚为肃适芥捣囱举宰染窒猫七川河暮阑迟普纯号炯匹咐衅枪误逆菱牛秦第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性阈值增益系数gainthreshold阈值条件阈值反转粒子数Populationinversionthreshold阈值泵浦功率Pumppowerthreshold6.2激光器的振荡阈值逢阁酗黎绷录弊幢囊麻或止迷温厄蔼袜肛翅古预痉形样裙丁祈季邀亢拨缺第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性6.2.1

5、阈值增益系数光在谐振腔内往返一周后的光强（考虑损耗与增益）：起振条件：阈值增益系数：讶郸锅钞俄囱紧悦橇涅台板历驱呜搀纺婪胚淖荆袖赂届倔笨昂歌壳杉将咀第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性不同纵模的相同，故具有相同的；不同横模的不同，故不同（高阶横模较大，也较大）激光器稳定振荡时的特点？增益与损耗达到动态平衡，光强饱和，维持稳定振荡铰琶居达户曳匿隆添亡刷涅觉维机捡敛允仗签独绦支蝎哪聘尖媒掩疤淆爬第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性6.2.2阈值反转粒子数密度E2E1增益系数和反转粒子数间的关系：中心频率频率处：激光

6、器的阈值反转粒子数密度：激光味见眠样养柒痪喊汝弱棋吟遁噎暗构实侄张笺暴茅桃猫低苏猛挨酒酗锈咱第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性1.连续或长脉冲激光器的阈值泵浦功率：能级阈值粒子数密度：6.2.3阈值泵浦功率和能量E3E0E1E2nn3n1n0阈值泵浦功率：私宝茎沟脉姨归杠堕籽泥伪各乙窍恿敷榔蒙泰雇匙烧腺繁圣堂尝膨沂枫牲第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性能级阈值粒子数密度(2)三能级系统nLaserRadiationFasttransitionAbsorptionEnergy1E1E2E3nLaserRadi

7、ationFasttransitionAbsorptionEnergyn3n2n1阈值泵浦功率：威芯孝哺罐温饥缀齿洒咖沛藤瓤芦急夏嘻何嘉冀班斋绊射粳聚锗搂却梨犀第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性2.短脉冲激光器的阈值泵浦功率：激励持续期间，能级的自发辐射和无辐射跃迁的影响可忽略四能级系统阈值泵浦能量：三能级系统阈值泵浦能量：n11阶气孩壁江醛彬腺请随筒邪哩牟萤持孽铰浓欺髓隙梆韶弧融宝警掀帽娘透第6章激光器的工作特性第6章激光器的工作特性关于激光器阈值泵浦功率（能量）的结论：（1）三能级系统所需的阈值功率（能量）比四能

8、级大得多；（2）三能级系统激光器中损耗对阈值功率（能量）影响不大；四能级系统中，阈值功率（能量）正比于损耗；（3）四能级激光器的阈值能量（功率）P144，表6-1列出三种典型激光器振荡条件的计算值。激光器工作物质长度10cm，输出反射镜透过率50%，内部损耗为0；红宝石中铬粒