激光产生参数条件

问题描述

精选答案

实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件。

产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转,在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带。为了获得离子数反转,通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结,这样,在外加电压作用下,在结区附近就出现了离子数反转—在高费米能级EFC以下导带中贮存着电子,而在低费米能级EFV以上的价带中贮存着空穴。实现粒子数反转是产生激光的必要条件,但不是充分条件。要产生激光,还要有损耗极小的谐振腔,谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜,激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射,不断引起新的受激辐射,使其不断被放大。只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗,即满足一定的阈值条件:P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1(P1、P2是两个反射镜的反射率,G是激活介质的增益系数,A是介质的损耗系数,exp为常数),才能输出稳定的激光,另一方面,激光在谐振腔内来回反射,只有这些光束两两之间在输出端的相位差Δф =2qπ q=1、2、3、4。。。。时,才能在输出端产生加强干涉,输出稳定激光。设谐振腔的长度为L,激活介质的折射率为N,则Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ,上式可化为f=qc/2NL该式称为谐振条件,它表明谐振腔长度L和折射率N确定以后,只有某些特定频率的光才能形成光振荡,输出稳定的激光。这说明谐振腔对输出的激光有一定的选频作用。

其他回答

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激光产生的参数条件包括激光器材料的选择、泵浦源的功率和波长、激光腔的设计、反射镜的反射率和位置、腔内气体压强和温度等。

其中，激光器材料的选择决定了激光的波长；泵浦源的功率和波长决定了激光器的阈值和输出功率；激光腔的设计、反射镜的反射率和位置决定了激光的谐振模式和输出功率；腔内气体压强和温度则影响激光器的稳定性和效率。综上所述，激光产生的参数条件是相互关联的，需要综合考虑进行优化设计。