Оптика твердотельных лазерных систем и сверхсильных полей презентация

706 15 47

по энергиям
Спонтанное излучение
Вынужденное излучение
Поглощение
Термодинамическое равновесие
Инверсия населенностей
Усиление
однородно уширенная линия
импульсный сигнал в 4-уровневой среде
неоднородно уширенная линия
Насыщение усиления: искажения пространственного и временнОго профилей
Усиленное спонтанное излучение

…) существуют только в дискретных энергетических состояниях.
Переходы между состояниями → излучение/поглощение фотонов.

спектром.
Распределение числа частиц по состояниям как функция температуры – формула Больцмана

накачки в пределах A=[0; 10] определите зависимость nmax(A), постройте график;

1.2. для тех же условий определите tstorage(A) для nwork(A)=[0.9 nmax(A)], постройте график;

1.3. воспользовавшись литературными данными о времени жизни ионов хрома в рубине
(Al2O3;Cr3+), для концентрации С=0,5% ат. определите пороговую плотность поглощенной
мощности накачки wpump.thr (Вт/см3);

1.4. для условий задачи 1.3 определите зависимость "временного" КПД от мощности накачки,
постройте график;

1.5. воспользовавшись литературными данными о поперечном сечении σ вынужденного перехода для ионов рубина, определите предельный коэффициент усиления αmax (см-1)как функцию от превышения над порогом по мощности излучения в пределах изменения A=[1; 10], постройте график;

изменении формы импульса: вместо накачки с П-образной (характерно для лазерной диодной накачки) рассмотрите колоколообразную (характерно для импульсных газоразрядных ламп), воспользовавшись, например, встроенной функцией Mathcad для гауссовского распределения dnorm(t,μ,σ), обратив внимание на нормировку этой функции:

2.1. постройте поверхность nmax(A,σ) для значения μ=2τ и пределов изменения A=[1; 10], σ=[0.1τ; 1.5τ]

2.2. постройте поверхность tstorage(A,σ) для условий задачи 2.1

2.3. для условий задач 2.1 и 1.5, постройте поверхность αmax (A,σ)

2.4. для условий задач 2.1 и 1.3, постройте поверхность КПД(wpump , σ)

среды Nd3+:YAG


Задача 4.
Модифицируйте скоростные уравнения применительно к квазитрехуровневой схеме Yb3+:YAG и проведите для этой среды анализ, подобный задачам 1,2.