自终止激光跃迁 Self-terminating laser transitions

2022-10-26 16:56:21 浏览:484

定义

由于人口在较低激光水平上的积累而无法连续操作的激光跃迁。

一些固态增益介质具有激光跃迁,其中较低的激光水平是亚稳态的,并且具有较长的使用寿命 - 甚至比上部状态寿命更长。这种情况的一个例子是氟纤维中铒(Er3+)的2.7 μm跃迁 (4I11/2 → 4I13/2)。在这里,无论是多声子跃迁还是泵浦辐射都不能使较低的激光水平脱填充。在这种情况下,激光跃迁通常是自终止的:激光只能在短时间内进行,直到较低的水平如此强烈,以至于种群反转不再可能。之后,增益介质需要一些时间而不泵送,直到可以重新开始激光。因此,这种激光器通常只适用于脉冲操作,除非采取额外措施来减少较低激光水平的填充(见下文)。这种激光器的局限性也导致了术语瞬态激光。

自端接激光器的另一个例子是铜蒸汽激光器,如关于金属蒸汽激光器的文章中所述,以及氮气激光器。

实现连续激光操作

为了实现具有自端端过渡的激光器的连续波操作,需要实施足够有效的过程来减少较低激光水平的填充。已经实施了具有此目的的几种技术;一些例子:

  • 可以引入一种额外的掺杂剂,它可以通过能量转移来淬灭较低激光水平的群体。在上述2.7μm铒激光器[2,3]的情况下,以及类似于钬掺杂激光器[4]的情况下,镨(Pr3+)共掺杂已被证明是一个很好的解决方案。
  • 另一种不太成功的解决方案是使用高掺杂浓度的掺铒[1]。这引入了各种交叉弛豫过程,可以使较低的激光水平减少,但也会影响上层州的人口。
  • 此外,有时可以安排从较低激光水平到更低能级的合作激光。

激光器

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