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| 激光雕刻机>>激光知识 |
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激光器要满足所谓振荡条件才有激光输出．工作物质受到泵浦后，受激辐射跃迁过程增加了光功率，但与此同时，也存在减少光功率的因素．比如，从共振腔一端反射镜透射出去的，由于衍射效应而逸出共振腔的，还有因为工作物质内存在或多或少的光学散射颗粒而引起散射损失的、工作物质内杂质原子吸收掉的等等．显然，只有当由受激辐射跃迁产生的光功率超过在共振腔内损失掉的量，或者说，光辐射的增益超过它的损耗因子，腔内的受激辐射光强度才会越来越强，最后形成激光振荡． 假定由工作物质提供的激光增益系数为G（v），光辐射沿工作物质传播长度l之后，其强度将增大 exp[G（v）l]倍．又假定共振腔的光学衍射、工作物质的光学吸收和光学散射造成的损失都很小，可略去不计，只考虑共振腔两块反射镜的透射损失．若两块反射镜的反射率分别
exp[G（v）l-（1-R）]≥1 （3.8）
亦即要求
G（v）l＞（1-R） （3.9）
相应地，满足条件（3.9）时，对工作物质内的能级粒子数反转密度（N2-N1）以及需要的泵浦能量（或功率）也有要求，最低的要求量分别称为阈值粒子数反转密度和阈值泵浦能量（功率）．对于谱线中心这个波长，阈值粒子数反转密度△Nt由下式计算：
式中τf是激光跃迁上能级的寿命，△v是增益谱线宽度．发射波长 λ=632.8nm的He-Ne激光器（氖原子发射这个波长的能级的平均寿命τf～10-7s，谱线宽度△v～1.5×109Hz．假定共振腔两块反射镜的反射率
×109cm-3．固体激光工作物质中激活粒子的能级寿命τf比较长，谱线宽度△v也比较宽，所以相应的△Nt比较大． 如果考虑工作物质杂质原子的吸收，阈值粒子数反转密度△Nt由下式计算
式中的α为光学吸收系数． 来源:激光雕刻机 |