Полоса усиления
G ( ) - зависит от частоты света, через зависимость сечения взаимодействия
ширина линии (FWHM) для Лоренцевой линии определяется временем жизни на верхнем уровне Другие механизмы уширения столкновение атомов или эффект Доплера.
Уширение линии
•Однородное уширение
Соотношение неопределенности между энергией и временем жизни в возбужденном состоянии
Из-за безызлучательных переходов Столкновения атомов приводят к безызлучательным переходам и сокращают время жизни на возбужденном уровне
•Неоднородное уширение
Различные атомы имеют различные сечения взаимодействия со светом Пример: Доплеровское уширение
Моды резонатора
Лазерная генерация
Лазер - это усилитель с положительной обратной связью где процесс инициируется спонтанным излучением.
|
Обратная связь осуществляется оптическим |
|
резонатором, который селектирует длину |
Условия генерации |
волны и моды излучения |
|
|
1) Усиление |
2) Фаза (положительная обратная связь) |
Пороговая населенность
Насыщение
(однородное уширение)
Усиление пропорционально инверсии населенности
При низких энергиях излучения оно определяется лишь интенсивностью накачки.
С увеличением интенсивности излучения растет стимулированное излучение и накачка не может поддерживать инверсию населенности.
Выходные характеристики
Мощность
Пренебрегаем спонтанной эмиссией
Выходные характеристики
КПД
Насыщение
Спектр излучения
определяется линией усиление и резонатором
Однородное уширение
В конечном итоге только одна мода остается
