第五章激光振荡特性一、激光振荡特性振荡条件、激光形成、模竞争、输出功率或能量、弛豫振荡、激光线宽、频率牵引等。
讨论方法：速率方程和工作物质增益饱和。
二、激光器的分类1、分类标准：工作方式－按泵浦方式分类2、分类(1) 连续或长脉冲激光器( t0>>τ2 )——稳定工作状态(稳态)在泵浦时间内,各能级粒子数及腔内光子数密度可以达到稳定状态。
dtdndN=dt;0=有：l速率方程代数方程(2) 脉冲激光器( t0 <<τ2 )——非稳定工作状态(非稳态)泵浦持续时间短, 各能级粒子数及腔内光子数密度处于剧烈的变化之中。
未达到平衡,泵浦作用终止。
属于非稳态; 需要数值求解或用小信号微扰或其他近似方法处理速率方程。
分类根据事例：上一章第8题的分析讨论。
第一节激光器的振荡阈值一、阈值种类①阈值反转集居数密度②阈值增益系数③连续或长脉冲激光器的阈值泵浦功率④短脉冲激光器的阈值泵浦能量二、阈值反转集居数密度从速率方程出发，自激振荡条件：0≥dt dN l1、阈值反转集居数密度)ln th 021,υυσδ=∆l ：工作物质的长度2、振荡条件：)ln n th 0210,υυσδ=∆≥∆特例：υυ=)21021,συυσ=ln n th 210σδ=∆≥∆不同模式(频率)具有不同的阈值反转粒子数密度。
中心频率处阈值反转粒子数最低。
4、讨论损耗越大，发射截面越小，腔长越短，阈值反转粒子数密度越大。
三、阈值增益系数1、阈值增益系数：)()0210,υυσδυt t n l g g ∆==≥2、推证：)()0210,υυσυn g ∆=)ll δυυσδ=≥021,3、讨论的不同纵模具有相同的损耗，因而具有相同的。
不向的横模具有不同的损耗，因而有不同的，高次横模的比基模的大。
δt g δt g t g 四、连续或长脉冲激光器的阈值泵浦功率1、四能级系统(1) 特点：S 10大，则1≈n 21122n n f f n n ≈-=∆ln n t t 212σδ=∆=( 的情况)υυ=(2) 阈值泵浦功率sF p sF t p st p Pt l Vh Vn h Vn h P τσηδυτηυτηηυ2121=∆=∆=(3) 推证(自己理解)h υ－泵浦光子能量V －工作物质总体积2、三能级系统(1)特点2≈n n n n n n ≈+=++21321忽略能级简并(如红宝石):121122n n n ff n n -=-=∆()n n n ∆+=212()2212n n n n t t ≈∆+=nn t <<∆ (2) 阈值泵浦功率sF p Pt nV h P τηυ2=(3) 推证(自己理解)五、短脉冲激光器( t 0<<τ2)的阈值泵浦能量1、特点：泵浦时间短，在t 0时间内，可以忽略自发辐射(A 21)及无辐射跃迁(S 21)，只考虑泵浦激励作用。
