激光原理2均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)_第1頁
激光原理2均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)_第2頁
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1、2.3.1 均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)1.標(biāo)志介質(zhì)受激放大能力的物理量增益系數(shù)G可以表示為 ， 對于均勻增寬介質(zhì)： 圖2-7 均勻增寬介質(zhì)小信號增益系數(shù)小信號增益系數(shù)： 式中已用 來代替 , 與光強無關(guān),僅是頻率的函數(shù)綜合上兩式可得： ，這就是均勻增寬介質(zhì)增益系數(shù)的表達式。 圖(2-7)示意 與譜線的線型函數(shù) 有相似的變化規(guī)律。2.對均勻增寬型介質(zhì)有： ，則中心頻率處小信號增益系數(shù)：2.3.2 均勻增寬介質(zhì)的增益飽和1. 增寬飽和：在抽運速率一定的條件下，當(dāng)入射光的光強很弱時，增益系數(shù)是一個常數(shù)；當(dāng)入射光的光強增大到一定程度后，增益系數(shù)隨光強的增大而減小。 2. 對增益飽和分三種情況討論介質(zhì)對此光

2、波的增益系數(shù)為：飽和光強Is：是激光工作物質(zhì)的一個重要參量。 (2) 介質(zhì)對頻率為 、光強為I的光波的增益系數(shù)此時均勻介質(zhì)對光波的增益系數(shù)為：(1) 介質(zhì)對頻率為 、光強為I的光波的增益系數(shù)2.3.2 均勻增寬介質(zhì)的增益飽和根據(jù)上式列表如下，令表中各種頻率光波的光強都等于飽和光強Is。并作 的曲線如圖(2-8)所示。 頻率增益系數(shù) 圖(2-8) 均勻增寬型增益飽和曲線介質(zhì)對頻率為 光波的增益系數(shù)值最大，該光波的增益飽和作用也最大，當(dāng)介質(zhì)對光波的增益作用以及光波對介質(zhì)的增益飽和作用都很微弱 2.3.2 均勻增寬介質(zhì)的增益飽和 (3) 頻率為 、光強為I的強光作用下增益介質(zhì)對另一小信號 的增益系數(shù)由于光強I 僅改變粒子在上下能級間的分布值，并不改變介質(zhì)的密度、粒子的運動狀態(tài)以及能級的寬度。因此，在光強I 的作用下，介質(zhì)的光譜線型不會改變，線寬不會改變，增益系數(shù)隨頻率的分布也不會改變，光強僅僅使增益系數(shù)在整個線寬范圍內(nèi)下降同樣的倍數(shù)，如圖(2-9)所示 由于I 和i 放大是消耗同一個E2能級上的粒子，而介質(zhì)中E2能級上的粒子數(shù)密度已經(jīng)在I 的激勵下大為減少，所以，此時介質(zhì)對光波 的增益系數(shù)也同樣下降 頻率為的強光I 不僅使本身頻率處介質(zhì)的增益系數(shù)由 下降至 ，而且使介質(zhì)的線寬范圍

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