第五章激光振荡特性(0002)
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激光原理知识点汇总第一章电磁场和物质的共振相互作用1.相干光的光子描述,光的受激辐射基本概念1)1960年7月Maiman报道第一台红宝石固体激光器,波长694.3nm。
2)光的基本性质:能量ε=hνh: Planck常数,ν :光波频率运动质量m=ε/c2=hv/c2静止质量0动量knhnchnmcp=•===22λππν3)光子的相干性:在不同的空间点、不同时刻的光波场某些特性的相关性相干体积相干面积,相干长度,相干时间光源单色性越好,相干时间越长:相格空间体积以及一个光波摸或光子态占有的空间体积度等于相干体积属于同一状态的光子或同一模式的光波是相干的4)黑体辐射的planck公式在温度T的热平衡下,黑体辐射分配到腔内每个模式上的平均能量1-=kThehEνν腔内单位体积、单位频率间隔内的光波摸式数338chnνπν=Planck公式:11833-==kThechνννπρ单色能量密度,k:Boltzmann常数Bohr定则:νhEE=-125)光的受激放大a.普通光源在红外和可见光波段是非相干光,黑体是相干光黑体辐射的简并度KTnmnmKTnmKTncmKTkThhEn50000,1,110,6.0,3001,60,30010,30,3001)exp(1353=≈=≈==≈==≈==→-==-μλμλμλλννb.让特定、少数模式震荡,获得高的光子简并度21212121338AWABchn===ννρνπρ6)光的自激振荡a.自激振荡概念分数单位距离光强衰减的百自损耗系数)(1)(zIdzzdI-=αdzzIIgzdI)(])([)(..α-=考虑增益和损耗])ex p[()(0zgIzIα-=αααsmsmIgIIIgIg)(1)(0-=→=+=光腔作用: (1)模式选择; (2)提供轴向光波摸的反馈;b.震荡条件等于号是阈值振荡ααα≥→≥-=000)(gIgI sm是工作物质长度llgL...........0δδα≥→=lg0单程小信号增益因子7)激光的特性:单色性、相干性、方向性、高亮性。
系统科学的心得体会范文在我所学习的科学领域中,系统科学一直被认为是一种综合性的科学,它涉及了多个领域的知识和思维模式。
在我的学习和实践过程中,我深刻感受到了系统科学的重要性和独特性。
以下是我的一些体会和心得。
首先,系统思维是系统科学的核心。
系统思维可以被理解为一种思考问题的方法,它的主要特点是将事物看做一个整体,并尝试了解它们之间的相互作用和联系,而不是只看待它们的个别特征。
这种思维方式对解决同我们日常生活和工作中所面对的复杂问题非常重要。
例如,在经济管理学中,分析企业的运营绩效无法单独依靠营收或利润。
相反,要将其看做一个整体,考虑如何整合和优化运营的各个方面,以获取最佳的结果。
因此,系统思维可以帮助我们发现问题的本质,避免因片面的认知而导致的错误判断。
其次,系统科学强调的另一个方面是模型建立和数据分析。
在现代科学中,数据分析和建立相应的模型是至关重要的。
它们可以帮助我们更好地理解系统运作的原理和规律,从而指导我们采取行动。
例如,在应用数学中,我们会利用统计学方法和数据模型来研究一些自然现象,如天气和气候变化。
另外,在金融和投资领域,我们也经常需要使用模型来识别和评估各种风险,从而作出合理的决策。
所以,我们必须掌握数据分析和模型构建的相关技能,以便更好地应对复杂的现实问题。
最后,系统科学的另一个重要方面是决策与管理。
我们经常需要在固定的资源和信息条件下做出合理的决策。
通过系统科学,我们可以了解企业、政府及其他组织和机构的规划以及决策过程,并学习如何运用各种分析工具和技术来支持管理决策。
例如,在卫生学中,我们可以利用系统分析和模型确定如何针对公共健康问题投资资源和制定政策。
同时,我们也可以使用系统决策分析方法来帮助企业做出合理的投资决策,从而让企业更有效率地运作。
总的来说,系统科学的核心是系统思维。
其它方面如数据分析、建模和管理都是为了使系统思维更加成熟和有效。
在多年的学习过程中,我意识到,系统科学是一种十分综合和跨学科性的学科,它涵盖编程、工程、统计学、经济学等多个领域的知识。
第五章 激光振荡特性1、证明: 由谐振腔内光强的连续性,有:I =I 'ηη''=⇒'⋅'=⋅⇒C N CNV N V N 谐振腔内总光子数 )(l L S N NSl -'+=Φ)(l L NS NSl -'+=ηη ηηη/])([l l L NS +-'=η/L NS '= , 其中)(l L l L -'+='ηηRNSl C n dt d τησΦ-∆=Φ21 R L NS NSl C n dt dN L S ητηση'-∆='21 , CL R δτ'=L CNL l CN n dt dN '-'∆=δσ212.长度为10cm 的红宝石棒置于长度为20cm 的光谐振腔中,红宝石谱线的自发辐射寿命3410s s τ-≈⨯,均匀加宽线宽为5210MHz ⨯。
光腔单程损耗0.2δ=。
求(1)阈值反转粒子数t n ∆;(2)当光泵激励产生反转粒子数 1.2t n n ∆=∆时,有多少个纵模可以振荡(红宝石折射率为 解:(1) 阈值反转粒子数为:222212112337217344210 1.764100.2 cm 10(694.310) 4.0610cm H s t n l l πνητδδσλπ----∆∆==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯(2) 按照题意 1.2m t g g =,若振荡带宽为osc ν∆,则应该有22221.222H t t osc H g g ννν∆⎛⎫ ⎪⎝⎭=∆∆⎛⎫⎛⎫+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 由上式可以得到108.9410Hz osc H νν∆==⨯相邻纵模频率间隔为10831022( 1.76())2(10 1.7610) 5.4310Hzq c c l l L l ν⨯∆==='⨯+-⨯+=⨯ 所以1088.9410164.65.4310osc q νν∆⨯==∆⨯ 所以有164~165个纵模可以起振。