量子缺陷 Quantum defect

2022-10-28 13:22:55 浏览:245

定义

泵浦和激光光子之间的能量差。

在大多数激光器中,激光波长比泵浦波长长(上转换激光器除外)。这意味着激光光子的能量小于泵浦光子的能量——存在所谓的斯托克斯位移。因此,即使每个泵浦光子都可以转换为激光光子,激光器的功率效率也不能达到100%。

量子缺陷定义为光子能量的差异:

它也经常被指定为泵浦光子能量的百分比,有效地仅使用上述等式中的括号。在任何情况下,它都为从泵浦功率到激光功率的转换中的损耗设定了下限,即功率效率的上限。

同样,可以计算光放大器的量子缺陷。

例如,考虑Nd:YAG激光器的量子缺陷,该激光器在808 nm处泵浦,在1064 nm处激光;量子缺陷为0.368 eV或24.1%。

一些激光晶体(例如掺杂了镱的激光晶体)具有特别小的量子缺陷,仅为泵浦光子能量的百分之几,导致潜在的非常高的功率效率。然而,一个小的量子缺陷也会导致增益介质的准三级行为,这使得激光设计的某些方面更加复杂,甚至可能使实现高壁插效率变得更加困难。

有一些特殊情况,例如上转换激光器,需要调整量子缺陷的定义,例如因为涉及多个泵浦光子。

量子缺陷与量子效率无关。后者是指每个泵浦光子的平均输出光子数,而不是光子能量。有些情况量子效率高,但量子缺陷大,反之亦然。

基础光学

作          者: 泮桥成像光电商城

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