Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2018-01-27 | 307 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Четырехуровневый лазер
Предварительно заметим, что в отсутствии генерации стационарная населенность уровня 1 получается из условия равновесия: . Для осуществления генерации необходимо, чтобы выполнялось неравенство N2>N1. С учетом предыдущего выражения это означает, что τ1<τ21.
Если Wp постоянна и достаточно велика, и если условие τ1<τ21 справедливо, то, в конечном счете, будет выполнено условие стационарной генерации. Проанализируем это условие (предполагаем τ1<<τ21). Можно считать справедливыми уравнения:
(4.18)
Рассмотрим сначала пороговое условие генерации. Предположим, что в t=0 в резонаторе существует малое количество фотонов qi. Из уравнения для следует: чтобы число фотонов увеличивалось, должно выполняться условие . Следовательно, генерация возникнет в том случае, когда инверсия N достигнет некоторого критического значения Nc, определяемого выражением
При выводе предыдущего выражения использовалось условие
,
а критическую скорость накачки получили из уравнения
полагая в нем , N=Nc и q=0. Видно, что критическая скорость накачки соответствует ситуации, когда полная скорость накачки уравновешивает скорость спонтанного перехода:
или ,
т.е. ,
где предположили, что Nc<<Nt, и использовали соотношение . Физический смысл использованного соотношения очевиден, если его переписать в виде
.
Это условие означает, что Nc должно быть достаточно большим, чтобы усиление компенсировало потери в лазере.
Если Wp>Wpc, то число фотонов будет возрастать от исходного значения, и если Wp не зависит от времени, число фотонов достигнет некоторого постоянного значения q0. Это стационарное значение q0 и соответствующее ему стационарное значение инверсии N0 получаются из уравнений
|
(4.18)
,
если в них положить .
Таким образом, мы имеем
(4.19а)
(4.19б)
Эти уравнения описывают непрерывный режим работы четырехуровневого лазера. Уравнение (4.19а) показывает, что равновесная инверсия равна критической Nc=N0 даже при Wp>Wpc. В стационарных условиях инверсия населенностей всегда равна критической.
Предположим, что скорость накачки возрастает от критического значения Wpc. При Wp=Wpc мы имеем, очевидно, N=Nc и q0=0. Если же Wp>Wpc, то из (5.29) следует, что q0 линейно возрастает с ростом Wp, а инверсия населенностей остается постоянной и равной критической.
Таким образом, когда скорость накачки выше критической, в резонаторе лазера увеличивается число фотонов, а не инверсия населенностей.
Трехуровневый лазер
Для расчета трехуровневого лазера исходными являются уравнения
Полагая в последнем уравнении , пороговую инверсию населенностей можно записать в виде
При этом критическая скорость накачки, вычисляемая из первого уравнения при подстановке в него , N=Nc и q=0, запишется в виде:
.
На практике выполняется условие Nc<<Nt, как для трех- так и для четырехуровневого лазера.. В этом случае:
Сравнивая это выражение с видим, что для четырехуровневого лазера критическая скорость накачки в Nc/Nt раз меньше, чем для трехуровневого.
|
|
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!