考慮到固體激光器的應(yīng)用特點,只介紹它的脈沖特性和轉(zhuǎn)換效率。
1. 固體激光器的激光脈沖特性
脈沖激光器工作在非連續(xù)輸出的非穩(wěn)態(tài),其工作過程不能用2.2節(jié)中給出的穩(wěn)態(tài)速率方程描述。一般的脈沖固體激光器產(chǎn)生的激光脈沖是由一連串不規(guī)則振蕩的短脈沖(或稱尖峰)組成的,各個短脈沖的持續(xù)時間約為(0.1~1)?m,各短脈沖之間的間隔約為(5~10) ?s。泵浦光愈強,短脈沖數(shù)目愈多,其包絡(luò)峰值并不增加。第4章中討論過的調(diào)Q技術(shù)和鎖模技術(shù)能夠改變這種特性,產(chǎn)生巨脈沖或超短光脈沖,這里不再重復。
2.轉(zhuǎn)換效率
固體激光器運轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)換效率低是它的最突出的問題之一。在實際工作中,固體激光器的轉(zhuǎn)換效率常用總體效率ηt衡量。總體效率定義為激光輸出與泵浦燈的電輸入之比。對于連續(xù)激光器(用功率描述)和脈沖激光器(用能量描述)分別表示為
(1)#p#分頁標題#e#
式中Pout和Pin分別為輸出和輸入功率,Eout和Ein分別為輸出和輸入能量,Pth和Eth分別為閾值功率和能量,Vp和V21分別為激活離子吸收的光頻率和激光頻率;ηL為泵浦燈的電光轉(zhuǎn)換效率,ηc為聚光腔的聚光效率,ηab為激活離子的吸收效率,η1為激活離子由激發(fā)態(tài)E3向激光上能級E2躍遷的量子效率,ηcou為輸出耦合效率。通常,紅寶石激光器的總體效率為(0.5#p#分頁標題#e#~1)%左右, YAG激光器的總體效率可以做到(1~2)%,在最好的情況下,可接近3%。
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