← NotedeckAll engines · 光子学·激光

光子学·激光

12 engines
激光粒子数反转:三能级 vs 四能级
3能级vs4能级 · 阈值抽运 · ΔN=N2−N1 · 能级图
光学增益饱和
g(I)=g0/(1+I/Is) · I=Is时g=g0/2 · 稳态钳位
时间相干性:相干时间与相干长度
Lc=c/Δν=λ²/Δλ · HeNe 20cm · 二极管0.21mm
激光谐振腔纵模
νq=q·c/2nL · FSR=c/2nL · 增益带宽内模数
高斯光束传播
束腰w0 · zR=πw0²/λ · w(z)=w0√(1+(z/zR)²)
激光束发散角与光束质量 M²
θ=λ/πw0 · M²光束质量 · 束腰↔发散折衷
调 Q 激光(巨脉冲)
低Q储能→高Q放巨脉冲 · P峰=E/τ · 纳秒MW级
锁模激光(超短脉冲列)
N纵模同相→超短脉冲 · τ≈1/Δν · 间隔2L/c
二次谐波(倍频)与相位匹配
χ⁽²⁾ ω→2ω · 相位匹配Δk=0 · η∝sinc²(ΔkL/2)
半导体激光二极管(L-I 曲线)
λ=hc/Eg · 阈值电流Ith · L-I:P=η(I−Ith) · 斜率效率
发光二极管(带隙决定颜色)
λ=1240/Eg nm · 带隙定色 GaN蓝/GaP绿/GaAsP红 · 谱宽~1.8kT
光电二极管响应度(R = ηλ/1240)
R=ηλ/1240 A/W · 量子效率η · 截止λc=1240/Eg