WISOPTIC Tips of Laser Technology: Laser Dynamics

WISOPTIC Tips of Laser Technology: Laser Dynamics

Η δυναμική λέιζερ αναφέρεται στην εξέλιξη ορισμένων ποσοτήτων λέιζερ με την πάροδο του χρόνου, όπως η οπτική ισχύς και το κέρδος.

Η δυναμική συμπεριφορά του λέιζερ καθορίζεται από την αλληλεπίδραση μεταξύ του οπτικού πεδίου στην κοιλότητα και του μέσου απολαβής. Σε γενικές γραμμές, η ισχύς του λέιζερ θα ποικίλλει ανάλογα με τη διαφορά μεταξύ του κέρδους και της κοιλότητας συντονισμού και ο ρυθμός μεταβολής του κέρδους καθορίζεται από τη διαδικασία της διεγερμένης εκπομπής και της αυθόρμητης εκπομπής (μπορεί επίσης να προσδιοριστεί από το φαινόμενο σβέσης και το διαδικασία μεταφοράς ενέργειας).

Χρησιμοποιούνται ορισμένες συγκεκριμένες προσεγγίσεις. Για παράδειγμα, το κέρδος λέιζερ δεν είναι πολύ υψηλό. Σε ένα λέιζερ συνεχούς φωτός, η σχέση μεταξύ της ισχύος του λέιζερ P και ο συντελεστής κέρδους g στην κοιλότητα ικανοποιεί την ακόλουθη διαφορική εξίσωση σύζευξης:

WISOPTIC Tips of Laser Technology

Οπου TR είναι ο χρόνος που απαιτείται για ένα ταξίδι μετ' επιστροφής στην κοιλότητα, l είναι η απώλεια κοιλότητας, gσσ είναι το μικρό κέρδος σήματος (σε μια δεδομένη ένταση αντλίας), τg είναι ο χρόνος χαλάρωσης κέρδους (συνήθως κοντά στη διάρκεια ζωής της ανώτερης ενεργειακής κατάστασης), και Esat είναι tκορεσμένη ενέργεια απορρόφησης του μέσου απολαβής.

Στα λέιζερ συνεχούς κύματος, η πιο ενδιαφέρουσα δυναμική είναι η συμπεριφορά μεταγωγής του λέιζερ (συνήθως συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού αιχμών ισχύος εξόδου) και η κατάσταση λειτουργίας όταν υπάρχει διαταραχή στη διαδικασία εργασίας (συνήθως μια ταλάντωση χαλάρωσης). Από αυτές τις απόψεις, διαφορετικοί τύποι λέιζερ έχουν πολύ διαφορετικές συμπεριφορές.

Για παράδειγμα, τα λέιζερ με μόνωση με μόνωση είναι επιρρεπή σε αιχμές και ταλαντώσεις χαλάρωσης, αλλά οι δίοδοι λέιζερ δεν είναι. Σε ένα λέιζερ με μεταγωγή Q, η δυναμική συμπεριφορά είναι πολύ σημαντική, όπου η ενέργεια που αποθηκεύεται στο μέσο απολαβής θα αλλάξει πολύ όταν εκπέμπεται ο παλμός. Τα λέιζερ ινών με μεταγωγή Q έχουν συνήθως πολύ υψηλά κέρδη, ενώ υπάρχουν και κάποια άλλα δυναμικά φαινόμενα. Συνήθως προκαλεί στον παλμό να έχει κάποιες υποδομές στο πεδίο του χρόνου, κάτι που μπορεί δεν εξηγείται από την παραπάνω εξίσωση.

Μια παρόμοια εξίσωση μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για λέιζερ με παθητικό τρόπο κλειδώματος. τότε η πρώτη εξίσωση χρειάζεται να προσθέσει έναν επιπλέον όρο για να περιγράψει την απώλεια του κορεσμένου απορροφητή. Το αποτέλεσμα αυτής της επίδρασης είναι ότι μειώνεται η εξασθένηση της ταλάντωσης χαλάρωσης. Η διαδικασία ταλάντωσης χαλάρωσης δεν εξασθενεί καν, έτσι η λύση σταθερής κατάστασης δεν γίνεται πλέον σταθερή και το λέιζερ έχειμερικοί αστάθεια του Κλείδωμα λειτουργίας με μεταγωγή Q ή άλλοι τύποι διακόπτη Qing.


Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-10-2021