Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Лазерлік шек – лазердің шығысында спонтанды эмиссия емес, ынталандырылған эмиссия басым болатын ең төменгі қозу деңгейі. Бұл шектен төмен лазердің қуаты қозу деңгейінің артуымен бірқалыпты өседі. Шектен жоғары өткенде қуат пен қозу арасындағы қатынастың көлбеулігі бірнеше есе артады. Лазердің эмиссиясының спектральдық ені де шектен жоғарыда шектен төменгіге қарағанда бірнеше есе кішірейеді. Шектен жоғарыда лазер "лазерлік әрекет етуде" дейді. "Лазерлік әрекет ету" термині "лазер" сөзінен туындаған, ол акроним, есім емес.
The lasing threshold is the lowest excitation level at which a laser's output is dominated by stimulated emission rather than by spontaneous emission. Below the threshold, the laser's output power rises slowly with increasing excitation. Above threshold, the slope of power vs. excitation is orders of magnitude greater. The linewidth of the laser's emission also becomes orders of magnitude smaller above the threshold than it is below. Above the threshold, the laser is said to be lasing. The term "lasing" is a back formation from "laser," which is an acronym, not an agent noun.
Теория
Лазерлік ортаның оптикалық күшейтілуі лазердің оптикалық резонаторындағы жарықтан болатын барлық шығындардың қосындысына тең болғанда лазерлік шекке жетеді. Бұл тұрақты күйде жұмыс істейтін жағдайда былай көрсетілуі мүмкін:
The lasing threshold is reached when the optical gain of the laser medium is exactly balanced by the sum of all the losses experienced by light in one round trip of the laser's optical cavity. This can be expressed, assuming steady state operation, as
Мұнда және – айнаның (қуат) шағылыстыру коэффициенттері, – күшейту ортасының ұзындығы, – айналма сапардың шекті күшейту коэффициенті, ал – айналма сапардың қуат шығыны. Бұл теңдеу лазердегі шығындарды айналарға байланысты локальдік шығындарға, оларды тәжірибеші бақылай алады, және сіңіру және шашырау сияқты тараған шығындарға бөледі. Тәжірибеші әдетте тараған шығындарды бақылай алмайды. Оптикалық шығын кез келген лазер үшін, әсіресе шекке жақын дерлік тұрақты болады. Осы шарт бойынша шектік жағдайды былай өзгертуге болады:
Here and are the mirror (power) reflectivities, is the length of the gain medium, is the round trip threshold power gain, and is the round trip power loss. Note that This equation separates the losses in a laser into localised losses due to the mirrors, over which the experimenter has control, and distributed losses such as absorption and scattering. The experimenter typically has little control over the distributed losses. The optical loss is nearly constant for any particular laser , especially close to threshold. Under this assumption the threshold condition can be rearranged as
Оң жақтағы екі шарт та оң болғандықтан, екеуі де қажетті шекті күшейту параметрін арттырады. Демек, күшейту параметрін азайту үшін тараған шығындарды төмендету және жоғары шағылыстыру коэффициентіне ие айналарды пайдалану қажет. Бөлгіштегі пайда болуы күшейту ортасын ұзарту арқылы қажетті шекті күшейтуді азайтуға болатынын көрсетеді, бірақ бұл көбінесе солай болмайды. -қа байланыстылығы күрделірек, себебі дифракциялық шығындарға байланысты әдетте өседі.
Since , both terms on the right side are positive, hence both terms increase the required threshold gain parameter. This means that minimising the gain parameter requires low distributed losses and high reflectivity mirrors. The appearance of in the denominator suggests that the required threshold gain would be decreased by lengthening the gain medium, but this is not generally the case. The dependence on is more complicated because generally increases with due to diffraction losses.