Cours 7：激光器

Révision

光谱特性：均匀加宽&非均匀放大

  • 理想情况下能实现均匀放大，最终到单模

时间相关性

相关时间与展宽有关

  • 相关时间$\tau = \frac 1 {\Delta\nu}$

  • 相关时间越大，展宽越小，单模性更好

Laser monomode: plus grande cohérence temporelle$\to$ sélection de modes pour rendre un laser monomode (polarisation, ...)

空间相干性-方向性

空间相关性与光源的方向性有关

  • 相关长度$\Delta x \Delta k_x \approx 2\pi, \ \Delta x = D$

  • 与理想传播方向夹角：$\theta\approx\frac{\lambda}{D}$

  • 相关长度越长，方向性越好；波长约小，方向性越好

真实情况-高斯光束

fortes pertes des cavités planaires Fabry-Pérot si le faisceau incident est hors axe ou si les miroirs ne sont pas parallèles $\Rightarrow$ Utilisation de résonateurs à miroirs sphériques

如果入射光束离轴或反射镜不平行，平面法布里-珀罗腔的高损耗$\Rightarrow$使用球面反射镜谐振器

热光源和激光对比

  • Une luminance spectrale exceptionnellement élevée极高的光谱亮度

激光器

不同类型的激光器

  • 发射时间特性
    • 连续
    • 调制（脉冲激光器）
      • 介质动力学
      • 泵
      • 腔
      • 触发模式
  • 绝缘体固态激光器
  • 半导体激光器
  • 气体激光器

发光策略

连续激光

弛豫脉冲

触发脉冲 - 外部触发 - 调制器

触发脉冲 - 增益触发 - 泵送

触发脉冲 - Q开关腔损耗触发

巨脉冲激光器

旋转镜触发

同步模式下的脉冲发射（“阻塞模式”、“耦合模式”）

参杂绝缘体激光

气体激光器

半导体激光器

应用