МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Национальный исследовательский Томский государственный университет
Радиофизический факультет
Кафедра квантовой электроники и фотоники
усиление мощности излучения лазера
(отчет по лабораторной работе)
Автор: студент 732 гр.
__________ А.М.Шерстобитов
Проверил: к.ф.–м. н., профессор кафедры КЭиФ
___________ Б.Н. Пойзнер
Томск – 2016
Параметры модели соответствуют параметрам рубинового лазера.
1. Подобрать параметры модели, при которых пик выходной мощности приходится на заданное значение R1R2=0.42:
На рисунках 1 и 2 приведены зависимости выходной мощности излучения от коэффициента отражения зеркал для различных параметров.
При длине резонатора L=8.9 см и любом значений площади поперечного сечения S, максимум мощности излучения наблюдается при коэффициенте отражения зеркал R1R2=0.43(рисунок 1).
Однако при дальнейшем увеличении длины резонатора наблюдается качественное изменение зависимости выходной мощности от коэффициента отражения зеркал (рисунок 2).
Рисунок 1 – График зависимости мощности от коэффициента отражения зеркал. Четыре линии соответствуют четырем вариантам выбора параметров T и W. Верхний график соответствует минимальным значениям T,W, а нижний максимальным.
Рисунок 2 – График зависимости мощности от коэффициента отражения зеркал при L= 60 см
Выводы:
Пиковая выходная мощность при заданном значении R1R2=0.42 наблюдается у рубинового лазера при следующих параметрах: Ti = 0.06, L=8.5 см, S=0.8 см2, W = 1.
Выходная мощность увеличивается при уменьшении потерь и при меньшей скорости выравнивания населенности уровней.
При увеличении длины резонатора максимум мощности смещается в сторону меньших коэффициентов отражений, при больших длинах L. Таким образом, с ростом коэффициента отражения второго зеркала происходят следующие процессы:
1) мощность излучения увеличивается за счёт многократных отражений от зеркал (из-за увеличения длины прохода пучка через населенную среду);
2) часть излучения отражается от зеркал, не выходя за пределы резонатора.
3) уменьшается инверсия населенностей среды, поэтому на рисунке 2 видна спадающая зависимость от коэффициента отражения второго зеркала (инверсия населенностей спадает уже после одного прохода через активное вещество).
2. Определить параметры модели лазера при которых коэффициент усиления К падает вдоль координаты Z в e раз на расстоянии 35 см:
При изменении параметров модели было выявлено, что влияние на зависимость коэффициента усиления К от координаты Z оказывается произведение WS0. Уменьшение в е раз на расстоянии 35 см достигается при значении WS0=7.5×10-6. Рисунок 3.
Рисунок 3 – Зависимость коэффициента усиления от координаты при L=90.
Выводы:
Уменьшение коэффициента усиления вдоль продольной координаты в e раза на расстоянии 35 см достигается при значении WS0=7.5×10-6.
Изменение длины резонатора не влияет на зависимость коэффициента усиления от координаты, так как измеряется только однократное прохождение активной среды
Произведение WS0 отражает скорость выравнивания населенностей лазерных уровней.