Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Топ:
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2018-01-27 | 306 |
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.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
© 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!