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一 名词解释1. 损耗系数及振荡条件:0)(m ≥-=ααS o I g I ,即α≥o g 。
α为包括放大器损耗和谐振腔损耗在内的平均损耗系数。
2. 线型函数：引入谱线的线型函数p v p v v )(),(g 0~=，线型函数的单位是S ，括号中的0v 表示线型函数的中心频率，且有⎰+∞∞-=1),(g 0~v v ，并在0v 加减2v ∆时下降至最大值的一半。
按上式定义的v∆称为谱线宽度。
3. 多普勒加宽:多普勒加宽是由于做热运动的发光原子所发出的辐射的多普勒频移所引起的加宽。
4. 纵模竞争效应：在均匀加宽激光器中，几个满足阈值条件的纵模在震荡过程中互相竞争，结果总是靠近中心频率0v 的一个纵模得胜，形成稳定振荡，其他纵模都被抑制而熄灭的现象。
5. 谐振腔的Q 值:无论是LC 振荡回路，还是光频谐振腔，都采用品质因数Q 值来标识腔的特性。
定义p v P w Q ξπξ2==。
ξ为储存在腔内的总能量，p 为单位时间内损耗的总能量。
v 为腔内电磁场的振荡频率。
6. 兰姆凹陷：单模输出功率P 与单模频率q v 的关系曲线，在单模频率等于0的时候有一凹陷，称作兰姆凹陷。
7. 锁模：一般非均匀加宽激光器如果不采取特殊的选模措施，总是得到多纵模输出，并且由于空间烧孔效应，均匀加宽激光器的输出也往往具有多个纵模，但如果使各个振荡的纵模模式的频率间隔保持一定，并具有确定的相位关系，则激光器输出的是一列时间间隔一定的超短脉冲。
这种使激光器获得更窄得脉冲技术称为锁模。
8. 光波模：在自由空间具有任意波矢K 的单色平面波都可以存在，但在一个有边界条件限制的空间V内，只能存在一系列独立的具有特定波矢k 的平面单色驻波;这种能够存在腔内的驻波成为光波模。
9. 注入锁定：用一束弱的性能优良的激光注入一自由运转的激光器中，控制一个强激光器输出光束的光谱特性及空间特性的锁定现象。
（分为连续激光器的注入锁定和脉冲激光器的注入锁定）。
激光原理答案作业一1、布隆伯根(Nicolaas Bloembergen) 是在哪一年提出了利用光泵浦三能级原子系统实现原子数反转分布的新构想？请介绍一下他的简单情况。
1958年，布隆伯根（Nicolaas Bloembergen）提出利用光泵浦三能级原子系统实现原子数反转分布的新构思。
布隆姆贝根是非线性光学理论的奠基人。
他提出了一个能够描述液体、半导体和金属等物质的许多非线性光学现象的一般理论框架。
他和他的学派在以下三个方面为非线性光学奠定了理论基础：一、物质对光波场的非线性响应及其描述方法；二、光波之间以及光波与物质激发之间相互作用的理论；三、光通过界面时的非线性反射和折射的理论。
他把各种非线性光学效应应用于原子、分子和固体的光谱学研究，从而形成了激光光谱学的一个新领域——非线性光学光谱学。
1981年诺贝尔物理学奖----激光光谱学与电子能谱学布隆姆贝根肖洛凯.西格班1981年诺贝尔物理学奖的一半授予马萨诸塞州坎伯利基哈福大学的布隆姆贝根（Nicolaas Bloembergen,1920-- ）和美国加利福尼亚州斯坦福大学的肖洛（Arthur L.Schawlow,1921-- ）,以表彰他们在发展激光光谱学所作的贡献；另一半授予瑞典乌普沙拉（Uppsala）大学的凯.西格班（Kai M.Siegbahn,1918-- ）,以表彰他在高分辨率电子能谱学所作的贡献。
布隆姆贝根的主要工作是在激光光谱学、非线性光学、核磁共振以及电子顺磁共振等领域。
他的科学成就式多方面的。
特别是，他对激光光谱学的发展是从一条独特的道路上做出的。
2. 简单介绍神光I、神光II、神光III？神光Ⅱ高功率激光装置是由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高技术863和国家高技术863主题四方共同投资，由高功率激光物理国家实验室负责研制的、迄今国内规模最大的高功率激光聚变实验装置，也是世界上为数不多的激光聚变实验装置之一。
第34卷 第1期2007年1月中 国 激 光C H IN ESE J OU RNAL O F L ASERSVol.34,No.1J anuary ,2007 文章编号:025827025(2007)0120050205单纵模多环形腔掺铒光纤激光器及其稳定性张 欣1,2,陈 伟1,刘 宇1,王 欣1,谢 亮1,祝宁华1,冯博学21中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室,北京1000832兰州大学物理科学与技术学院,甘肃兰州730000摘要 介绍了一种多环形腔结构(MRC )的单纵模(SL M )掺铒光纤激光器(EDFL ).这种激光器通过在主环形腔中插入充当模式滤波器的三个长度不等的无源次级环形腔,并结合腔内光纤布拉格光栅(FB G )形成多环形腔掺铒光纤激光器结构,多环形谐振腔可保证激光器的单纵模输出。
讨论了使激光器运行在单纵模状态的谐振腔理论。
同时,为了提高系统输出的频率稳定性,采用外光注入方法有效地抑制了模式跳变和拍噪声,改善了输出谱特性。
实验得到在1550.225nm 处输出功率约3.6dBm ,信噪比(SNR )>35dB 的单纵模输出光,且测得线宽小于500Hz.关键词 激光器;掺铒光纤激光器;单纵模;多环形腔;外光注入;线宽中图分类号 TN 248.1 文献标识码 ASingle Longitudinal Mode Fiber Laser with Multiple Ring C avitiesand Its Frequency StabilizationZHAN G Xin 1,2,C H EN Wei 1,L IU Yu 1,WAN G Xin 1,XIE Liang 1,ZHU Ning 2hua 1,FEN G Bo 2xue 21S tate Key L aboratory on I nteg rated O ptoelect ronics ,I nstitute of S emiconductors ,T he Chinese A cadem y of S ciences ,B ei j ing 100083,China2School of Physics S cience and Technolog y ,L anz hou Universit y ,L anz hou ,Gansu 730000,ChinaAbstract A single longitudinal mode (SL M )erbium 2doped fiber laser (EDFL )with multiple ring cavities (MRCs )is proposed and experimentally demonstrated.The EDFL is structured by insertion of three different short passive subring cavities ,which serve as mode filters ,into the main cavity ,and it is combined with a fiber Bragg grating (FB G ),the MRCs resonator can make SL M lasing.The resonant theory of MRCs for SL M operation is discussed.At the same time ,in order to stabilize ,the f requency of output laser ,external light injection techniques are employed to effectively suppress the mode jump and beat noise.Output power of 3.6dBm and signal 2noise 2ratio (SNR )larger than 35dB at 1550.225nm ,and linewidth less than 500Hz are achieved for this laser.K ey w ords lasers ;erbium 2doped fiber laser ;single longitudinal mode ;multiple 2ring cavity ;external injection ;linewidth 收稿日期:2006203231;收到修改稿日期:2006207206 基金项目:国家自然科学基金(60510173,60536010,605060067)资助项目。
掺铒光纤激光器一、设计背景激光器的发明是二十世纪科学技术的一项重大成就。
1960年梅曼根据受激辐射光量子放大理论研制出第一台红宝石激光器，童年年底研制出He-Ne气体激光器，1962年又报导了砷化镓半导体激光器的研制成功。
我国于1961年研制成功红宝石激光器，1966年试制出Nd：YAG激光器。
到70年代末，各种激光器技术已经比较成熟，并得到实际应用。
经过四十多年的发展，特别是最近十几年，激光技术高速发展，种类众多，现在已经广泛应用于工业加工、通讯、信息处理、医疗卫生、军事国防、文化教育以及科学研究等众多领域，并取得了很好的经济效益和社会效益，对国民经济及社会发展发挥着愈来愈重要的作用。
单纵模(SLM)掺铒光纤激光器(EDFL)由于可以应用在光通信、激光光谱学、光纤传感等领域而备受关注并得到了迅猛发展。
掺铒光纤激光器具有结构简单、激射波长可以精确预定、可实现宽带调谐和窄线宽输出等优点，且与其他激光器相比具有许多优良特点：高增益、低阈值(几十毫瓦量级)、低噪声、高效率、抽运寿命长、有很好的单色性和高稳定性、小型化、易与传输光纤耦合[1]。
光纤通信的突飞猛进得益于光线放大器和光线激光器的不断发展光纤放大器的研究始于1964 年，从真正的使用从1986 年开始，这归功于低损耗稀土掺杂光纤工作特性和制造技术的发展其中掺铒光纤放大器格外引人瞩目因为它的工作波长在1550nm 附近适合于现代光通信系统早在1961 年就研制了的一台光纤激光器经过20 世纪七十年代到八十年代初期的酝酿从20世纪八十年代中期开始光纤激光器得到了长足的发展光纤激光器的输出波长范围在400 3400 纳米之间可应用于光学数据存储光通讯传感技术光谱研究和医学等多个领域[2]。
光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件。
在使用光纤的通信系统中，不需将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。
许多稀土元素如铒、钬、钕、钐、镨、铥和镱等，都可用于制造工作在从可见光到红外区的不同波长上的光纤放大器，其中，掺铒光纤放大器(EDFA)格外引人注目，因为它具有增益高、噪声低、工作频带宽、输出功率高、泵浦效率高等优良特性，在系统应用中又有插入损耗低、对偏振态不敏感、信道间的串扰可忽略不计、对传输码率与格式及系统升级透明等优点，从而使超高速、超大容量、超长距离的密集波分复用(WDM)技术成为现实，它是现代光纤通信系统的理想放大器件。
