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    [分享]溫度對半導(dǎo)體激光器的輸出功率的影響解析 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2008-06-26
    半導(dǎo)體激光器, 波長0.85~1.65μm ,可用光纖傳輸,體積小,輸出功率已達(dá)3 kW。半導(dǎo)體激光器是以半導(dǎo)體材料作為工作介質(zhì)的。目前較成熟的是砷化鎵激光器,發(fā)射840nm的激光。另有摻鋁的砷化鎵、硫化鉻硫化鋅等激光器。激勵方式有光泵浦、電激勵等。 Zka;}UL&Q  
    nu3 A'E`'k  
    半導(dǎo)體激光器體積小、質(zhì)量輕、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單而堅固,特別適于在飛機、車輛、宇宙飛船上用。在70年代末期,由于光纖通訊和光盤技術(shù)的發(fā)展.激光器的振蕩條件。 uyA9`~p=#  
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    激光器要滿足所謂振蕩條件才有激光輸出.工作物質(zhì)受到泵浦后,受激輻射躍遷過程增加了光功率,但與此同時,也存在減少光功率的因素.比如,從共振腔一端反射鏡透射出去的,由于衍射效應(yīng)而逸出共振腔的,還有因為工作物質(zhì)內(nèi)存在或多或少的光學(xué)散射顆粒而引起散射損失的、工作物質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)原子吸收掉的等等.顯然,只有當(dāng)由受激輻射躍遷產(chǎn)生的光功率超過在共振腔內(nèi)損失掉的量,或者說,光輻射的增益超過它的損耗因子,腔內(nèi)的受激輻射光強度才會越來越強,最后形成激光振蕩。 [MEa@D<7N  
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    假定由工作物質(zhì)提供的激光增益系數(shù)為G(v),光輻射沿工作物質(zhì)傳播長度l之后,其強度將增大 exp[G(v)l]倍.又假定共振腔的光學(xué)衍射、工作物質(zhì)的光學(xué)吸收和光學(xué)散射造成的損失都很小,可略去不計,只考慮共振腔兩塊反射鏡的透射損失.若兩塊反射鏡的反射率分別.兩列或多列光波在空間相遇時相互迭加,在某些區(qū)域始終加強,在另一些區(qū)域則始終削弱,形成穩(wěn)定的強弱分布的現(xiàn)象。在一般的情況下兩個獨立光源向空間的一個區(qū)域發(fā)出光波時不能發(fā)生干涉。不發(fā)生干涉的兩個光源,只說明它們沒有發(fā)出相干波。通常的獨立光源不相干的原因是:光的輻射一般是由原子的外層電子激發(fā)后自動回到正常狀態(tài)以光的形式把能量放出所形成的。由于輻射原子的能量損失,加上和周圍原子的相互作用,個別原子的輻射過程是雜亂無章而且常常中斷,持續(xù)時間甚短,即使在極度稀薄的氣體發(fā)光情況下,和周圍原子的相互作用已減至最弱,而單個原子輻射的持續(xù)時間也不超過10-8秒。當(dāng)某個原子輻射中斷后,它自身或者其他的原子又受到激發(fā)重新輻射,但卻具有新的初位相。這就是說,原子輻射的光波并不是一列連續(xù)不斷、振幅和頻率都不隨時間變化的簡諧波,即不是理想的單色光。此外,不同原子輻射的光波波列的初相位之間也是沒有一定關(guān)系和規(guī)律。這些斷續(xù)、或長或短、初位相不規(guī)則的波列的總體,構(gòu)成了非相干的光波。 FCe503qND$  
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    由于原子輻射的這種復(fù)雜性,在不同瞬時迭加所得的干涉圖樣變化得如此之快和如此地不規(guī)則,以致這種短暫的干涉現(xiàn)象無法觀測。從微觀上看,光子只能自己和自己干涉,不同的光子是不相干的;但是從宏觀上看,干涉現(xiàn)象卻是大量光子各自干涉結(jié)果的統(tǒng)計平均效應(yīng)。故實際的光的干涉對光源的要求也不是那么苛刻。 iK#{#ebAoW  
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    由于60年代激光的問世,使光源的相干性大大提高,同時快速光電探測儀器的出現(xiàn),探測儀器的時間響應(yīng)常數(shù)縮短,以至可以觀察到兩個獨立光源的干涉現(xiàn)象。1963年瑪格亞和曼德用時間常數(shù)10-8~10-9秒的變象管拍攝了兩個獨立的紅寶石激光器發(fā)出的激光的干涉條紋?赡恳暦直娴母缮鏃l紋有23條。對于普通的光源,保證相位差恒定是實現(xiàn)相干的關(guān)鍵。為了解決發(fā)光機制中初相位的無規(guī)則迅速變化和干涉條紋的形成要求相位差恒定的矛盾,可采用把同一原子所發(fā)出的光波分解成兩列或幾列,使各分光束經(jīng)過不同的光程,然后相遇,這樣,盡管原始光源的初相位頻繁變化,分光束之間仍然可能有恒定的相位差,因此可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。 ;% !?dH6  
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    通常有兩種方法實現(xiàn)這種分解: HIU@m<  
    1.分波陣面法;將光源的波陣面分為兩部分,使之分別通過兩個光具組,經(jīng)反射、折射或衍射后交迭起來,在一定區(qū)域形成干涉。由于波陣面上任何一部分都可以看成為新光源,而且同一波陣面的各個部分有相同的位相,所以這些被分離出來的部分波陣面可作為初相位相同的光源,不論點光源的位相改變得如何快,這些光源的初相位差卻是恒定的,楊氏雙縫、菲涅耳雙面鏡和洛埃鏡等都是產(chǎn)生這類分波陣面的干涉裝置。 @KpzxcEoO  
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    2.分振幅法;當(dāng)一光束投射到兩種透明媒質(zhì)的分界面上,光能一部分反射,另一部分折射。這方法叫做分振幅法。最簡單的分振幅干涉裝置是薄膜,它是利用薄膜的上下表面對入射光反復(fù)地反射,由這些反射光波在空間相遇而形成的干涉現(xiàn)象。由于薄膜的上下表面的反射光來自同一入射光的兩部分,只是經(jīng)歷不同的路徑而有恒定的相位差,因此它們是相干光。另一種重要的分振幅干涉裝置,是萬克耳孫干涉儀。 _ xC~44  
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    光的干涉現(xiàn)象是光的波動性的最直接、最有力的實驗證據(jù)。光的干涉現(xiàn)象是牛頓微粒模型根本無法解釋的,只有用波動說才能圓滿地解釋這一現(xiàn)象。
     
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    離線annustc
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    只看該作者 1樓 發(fā)表于: 2009-12-06
    come on 6&Dvp1`m  
    你在說中文嗎?文不對題