激光器工作原理/PRODUCTS

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激光器增益系数

时间：2011-12-31 22:48:44  来源： 打印本文

激光器增益系数

2005/1/22/14:57    设激光上、下能级为E2和E1，粒子数为N2和N1，其间跃迁辐射的谱线线型函数为g（v）。设增益介质在光强为I（v）的辐射场作用下产生受激发射。在光行进方向上自发发射远小于受激发射，故可忽略前者。因为ρ（v）= ，ρ为辐射能量密度，n为介质折射率，c为光速，故dt时间内受激发射光子数为I（v） N1B12g（v）dt，受激吸收光子数为I（v） N1B12g（v）dt。在dt时间内，光子数的增加决定了辐射能量密度ρ的增量dρ，也就决定了光强I的增量dI。根据增益系数定义，可求得

G（v）=（N2-N1 ） B21hvg（v），


式中g1，g2为能级E1和E2的统计权重，h为普朗克常数。


从上式可看到，增益系数是频率v的函数，激光器中不同纵模有不同的增益系数。增益系数与E2和E1能级间跃迁谱线具有同样的线型函数。在谱线中心频率v0处，g（v0）与线宽Δv成反比，故G（v0）也与线宽Δv成反比。如果光强I很小，并把N1看作近似为零，则G（v）决定于N2，即与激励速率成正比。