Post on 15-Jan-2016
description
1
WYKŁAD 4
2
Wzmocnienie. Zjawisko nasycenia. Rozkład mocy w przekroju poprzecznym (TEM).
układ przezroczysty
układ emituje
= 0
układ absorbuje
< 0
I0 I I0 I I0 I
cleII 0
> 0
m
nmm
nm
NNNW
dtdN
NNN
0
mnB
Nm
Nn
m
n
3
221
222
22
2
00
00
00
NWN
NNNW
dtNd
NNNW
NNdtd
NNNNNNN mmnmn
N
– czas relaksacji charakteryzujący opróżnianie poziomu wzbudzonego „spontanicznie” w sposób promienisty lub bezpromienisty
4
W stanie stacjonarnym
1221
221
2
221
00
000
0
WN
W
N
W
NN
NWN
dtNd
120
WN
N0
N
W
5
h
IW
BW mn
scm
JI 2natężenie promieniowania – strumień przez powierzchnię
1cm2 w czasie 1s– przekrój czynny
na absorpcję [1cm2]
2
12
00
hI
IIN
hIN
N
s
s
parametr nasycenia
216
22412
10
1010
cm
cm
w obszarze widzialnym
6
gdy
czyli
gdy 0021
221
2
0
0
NII
NNN
NN
NII
s
N
Ns
12 NN 04
12
043
1
NN
NN
2
1
h
I s średnia szybkość spontanicznej relaksacji
średnia szybkość absorpcji w
jednostkach h
7
216
6
1010
cms
222 4,0400
1,01,04
cmkW
cmW
cmW
Is
221cmkW
Is
Laser argonowy jonowy – 4W
8
Warunek nasycenia dla laserów pracujących w reżimie ciągłym i impulsowym
cw
hI s
2
impulsowy
hIF impss
2
9
Rozkład mocy w przekroju poprzecznym TEM (Transverse Electromagnetic Mode)
mody osiowe lub wzdłużne
Lq 2
Rozkład natężenia wzdłuż osi rezonatora
x
rozkładGaussa
y
x
y
zz=0
10
124
24
nmqL
qL
mody wzdłużne
mody poprzeczne
TEMi TEM
10
01
TEM 20
n=1
TEM 00
x
xy
y
m=0
s(x, y=0)n=0m=0
11
0II lII exp0
00II
0II
0
0 lII exp0
– współczynnik wzmocnienia
– współczynnik małych sygnałów
(small gain coefficient)
12
Gdy intensywność światła osiąga wartość stacjonarną – mówimy o laserach ciągłych. Ma to miejsce, gdy wzmocnienie jest równe stratom po dwukrotnym przejściu przez rezonator. Wartość ,
dla której G(2) = 1 nosi nazwę wartości progowej wzmocnienia (threshold gain)
lnRRII
G sn
nn
00
210
202 2exp
REGENERATIVE FEEDBACK – zjawisko wzmocnienia spowodowane wielokrotnymi odbiciami od zwierciadeł w rezonatorze optycznym