增益飽和在連續鐳射器穩定輸出中起什么作用

2023-01-21 11:35:13 字數 3517 閱讀 6599

1樓:生活類答題小能手

增益飽和有利於減少鐳射模式數,提高鐳射質量。

一般來說,當光纖長度固定不變時,隨著泵浦功率的增加,放大器的增益迅速增加,但其不可能無限制地增加。當泵浦功率增加到一定值後,該增益隨泵浦功率的增加變得緩慢,甚至不變,這種現象稱為增益飽和。若以分貝為單位,飽和輸出功率為放大器增益曲線上從增益最大值降低3db時對應的輸出功率。

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產生鐳射的必不可少的條件是粒子數反轉和增益大於損耗,所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(或抽運)源、具有亞穩態能級的工作介質兩個部分。激勵是工作介質吸收外來能量後激發到激發態,為實現並維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。

工作介質具有亞穩能級是使受激輻射占主導地位,從而實現光放大。鐳射器中常見的組成部分還有諧振腔,但諧振腔( 見光學諧振腔)並非必不可少的組成部分,諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和執行方向,從而使鐳射具有良好的方向性和相干性。

而且,它可以很好地縮短工作物質的長度,還能通過改變諧振腔長度來調節所產生鐳射的模式(即選模),所以一般鐳射器都具有諧振腔。

2樓:

減少模式數量,提高鐳射質量

從增益飽和的角度說明,為什麼鐳射器可以輸出穩定的功率?

3樓:

有爭議飽和角度說明為什麼鐳射器可以輸出穩定的功率,它的效能就是這樣的嗎?

關於鐳射,增益、增益飽和、增益燒孔,到底是什麼啊?還有空間燒孔和光譜燒孔有什麼區別?

4樓:匿名使用者

在均勻展寬的情況下,每個粒子對譜線不同頻率處的增益都有貢獻。任意頻率的光場入射,都會導致增益在整個譜線上均勻的下降。

因此,幾個滿足閾值條件的縱模在振盪過程中互相競爭,結果總是靠近中心頻率 的一個縱模得勝,形成穩定振盪,其他縱模都會被抑制而熄滅。

在理想情況下,均勻展寬穩態鐳射器的輸出應該是單縱模的,其頻率總是在譜線的中心頻率附近。

對於這個穩定振盪的縱模,它在腔內形成了一個駐波場。波腹處光強最大,波節處光強最小。因此,根據上次作業討論,波腹處的增益係數(反轉粒子數密度)最小,波節處增益係數(反轉粒子數密度)最大。

這個現象稱為空間燒孔效應。

這就對我們上次的討論作了進一步的延伸。由於實際中光的波長很短,即空間頻率很短,因此,增益係數在軸上快速的變化,我們之前討論增益係數g只是在幾何空間的平均值。

利用軸向的空間燒孔效應,我們可以使不同縱模利用不同的空間的啟用粒子而同時產生振盪,這一現象叫做縱模的空間競爭。

①、 光譜燒孔:在非均勻加寬工作物質中,頻率 的強光只在 附近寬度約為 的範圍內引起反轉粒子數飽和,對錶觀中心處在燒孔範圍外的反轉粒子數沒有影響。所以在增益係數 的曲線上,在頻率 處產生一個凹陷,凹陷寬度為 ,頻率 處凹陷最低點下降到小訊號增益係數的 倍,以上現象稱為增益曲線的燒孔效應。

為什麼鐳射器輸出會出現飽和現象

5樓:

高能級向低能級躍遷需要時間,泵浦源將低能級粒子向高能級抽運也需要時間,當這兩個時間使所有工作物質粒子達到平衡的時候,鐳射器就飽和了

6樓:

應該說的是增益飽和現象吧。

指的是泵浦能量增強到一定程度時候帶來的線寬增益的整體下降

7樓:上海熙隆光電

輸出飽和?是什麼鐳射器呢?指的是加大電流功率不變嗎?

鐳射器主要有幾部分組成?各自的用處是什麼?

8樓:匿名使用者

鐳射器一般由三個部分組成,固體鐳射器也不例外:

(1).工作物質 這是鐳射器的核心,只有能實現能級躍遷的物質才能作為鐳射器的工作物質。目前,鐳射工作物質已有數千種,鐳射波長已由x光遠至紅外光。

例如氦氖鐳射器中,通過氦原子的協助,使氖原子的兩個能級實現粒子數反轉;

(2).激勵能源(光泵) 它的作用是給工作物質以能量,即將原子由低能級激發到高能級的外界能量。 通過強光照射工作物質而實現粒子數反轉的方法稱為光泵法。

例如紅寶石鐳射器,是利用大功率的閃光燈照射紅寶石(工作物質)而實現粒子數反轉,造成了產生鐳射的條件。通常可以有光能源、熱能源、電能源、化學能源等。

(3).光學共振腔 這是鐳射器的重要部件,其作用一是使工作物質的受激輻射連續進行;二是不斷給光子加速;三是限制鐳射輸出的方向。最簡單的光學共振腔是由放置在氦氖鐳射器兩端的兩個相互平行的反射鏡組成。

當一些氖原子在實現了粒子數反轉的兩能級間發生躍遷,輻射出平行於鐳射器方向的光子時,這些光子將在兩反射鏡之間來回反射,於是就不斷地引起受激輻射,很快地就產生出相當強的鐳射。這兩個互相平行的反射鏡,一個反射率接近100%,即完全反射。另一個反射率約為98%,鐳射就是從後一個反射鏡射出的。

鐳射器主要由三部分組成:工作物質、激勵能源、諧振腔(共振腔)。如圖:

紅寶石鐳射器的基本結構。

——固體鐳射器一般採用光激勵源。工作物質多為摻有雜質元素的晶體或玻璃。最常見的固體鐳射器有紅寶石鐳射器、釹玻璃鐳射器、摻釹釔鋁石榴石鐳射器等,固體鐳射器輸出能量高,小而堅固,在鐳射加工、鐳射**等方面有重要應用。

鐳射調q 的基本原理

調q技術就是通過某種方法使腔的q值隨時間按一定程式變化的技術。在泵浦開始時使腔處在低q值狀態,即提高振盪閾值,使振盪不能生成,上能級的反轉粒子數就可以大量積累,當積累到最大值(飽和值)時,突然使腔的損耗減小,q值突增,鐳射振盪迅速建立起來,在極短的時間內上能級的反轉粒子數被消耗,轉變為腔內的光能量,在腔的輸出端以單一脈衝形式將能量釋放出來,於是就獲得峰值功率很高的巨脈衝鐳射輸出。

下面簡述電光晶體調q的工作原理。yag晶體在氙燈的光泵下發射自然光,通過偏振稜鏡後,變成沿x方向的線偏振光,若調製晶體上未加電壓,光沿光軸通過晶體,其偏振狀態不發生變化,經全反射鏡反射後,再次(無變化的)通過調製晶體和偏振稜鏡,電光q開關處於「開啟」狀態。如果在調製晶體上施加電壓,由於縱向電光效應,當沿x方向的線偏振光通過晶體後,經全反鏡反射回來,再次經過調製晶體,偏振面相對於入射光偏轉了900,偏振光不能再通過偏振稜鏡,q開關處於「關閉」狀態。

如果再氙燈敢開始點燃時,事先再調製晶體上加電壓,使諧振腔處於「關閉」的低q狀態,阻斷鐳射振盪形成。待鐳射上能級反轉的粒子數積累到最大值時,突然撤去晶體上的電壓,使鐳射器瞬間處於高q值狀態,產生血崩式的鐳射振盪,就可輸出一個巨脈衝

9樓:匿名使用者

鐳射器一般由三個部分組成:

1、工作物質:鐳射器的核心,只有能實現能級躍遷的物質才能作為鐳射器的工作物質。

2、激勵能源:它的作用是給工作物質以能量,將原子由低能級激發到高能級的外界能量。通常可以有光能源、熱能源、電能源、化學能源等。

3、光學共振腔:作用一是使工作物質的受激輻射連續進行;二是不斷給光子加速;三是限制鐳射輸出的方向。最簡單的光學共振腔是由放置在氦氖鐳射器兩端的兩個相互平行的反射鏡組成。

當一些氖原子在實現了粒子數反轉的兩能級間發生躍遷,輻射出平行於鐳射器方向的光子時,這些光子將在兩反射鏡之間來回反射,於是就不斷地引起受激輻射,很快地就產生出相當強的鐳射。

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