WISOPTIC Tips om laserteknologi: Laser Dynamics

WISOPTIC Tips om laserteknologi: Laser Dynamics

Laserdynamik refererer til udviklingen af ​​visse mængder af lasere over tid, såsom optisk effekt og forstærkning.

Laserens dynamiske opførsel bestemmes af interaktionen mellem det optiske felt i hulrummet og forstærkningsmediet. Generelt vil lasereffekten variere med forskellen mellem forstærkningen og resonanshulrummet, og ændringshastigheden af ​​forstærkningen bestemmes af processen med stimuleret emission og spontan emission (det kan også bestemmes af quenching-effekten og energioverførselsproces).

Der anvendes nogle specifikke tilnærmelser. For eksempel er laserforstærkningen ikke for høj. I en kontinuerlig lyslaser er forholdet mellem lasereffekten P og forstærkningskoefficienten g i hulrummet opfylder følgende koblingsdifferentialligning:

WISOPTIC Tips of Laser Technology

Hvor TR er den tid, der kræves for én rundtur i hulrummet, l er hulrummet tab, gss er den lille signalforstærkning (ved en given pumpeintensitet), τg er forstærkningsafslapningstiden (normalt tæt på den øvre energitilstands levetid), og Esat er tden mættede absorptionsenergi af forstærkningsmediet.

I kontinuerlige bølgelasere er den mest berørte dynamik laserens omskiftningsadfærd (sædvanligvis inklusive dannelsen af ​​udgangseffektspidser) og arbejdstilstanden, når der er en forstyrrelse i arbejdsprocessen (normalt en afspændingsoscillation). I disse henseender har forskellige typer lasere meget forskellig adfærd.

For eksempel er dopede isolatorlasere tilbøjelige til spidser og afspændingssvingninger, men laserdioder er det ikke. I en Q-switched laser er den dynamiske adfærd meget vigtig, hvor energien lagret i forstærkningsmediet vil ændre sig meget, når pulsen udsendes. Q-switched fiberlasere har normalt meget høje gevinster, og der er nogle andre dynamiske fænomener. Det bevirker normalt, at pulsen har nogle understrukturer i tidsdomænet, hvilket kan ikke forklares med ovenstående ligning.

En lignende ligning kan også bruges til passive tilstandslåste lasere; så skal den første ligning tilføje et ekstra led for at beskrive tabet af den mættende absorber. Resultatet af denne effekt er, at dæmpningen af ​​afspændingsoscillationen reduceres. Afslapningsoscillationsprocessen dæmpes ikke engang, så steady-state opløsningen bliver ikke længere stabil, og laseren harnogle ustabilitet af Q-switched mode-locking eller andre typer Q-switching.


Indlægstid: 10-aug-2021