高分悬赏求助——推导F-P腔半导体激光器阈值增益系数的表达式(请写出必要的推导步骤极其物理意义)谢谢!

高分悬赏求助——推导F-P腔半导体激光器阈值增益系数的表达式(请写出必要的推导步骤极其物理意义)谢谢!,第1张

激光的阈值增益系数是 g=Q/l

式中Q是平均单程损耗因子,l是激光器中工作物质的长度,一般对于F_P,基本默认腔长为工作物质长度。需要明说得是Q包含了反射,吸收等耗散。

对产生SRS的工作介质的基本要求是:A、对泵浦光和SRS光高度透明;B、具有较大的散射界面;C、能承受较高的入射泵浦强度。通常用来产生受激喇曼散射的工作物质,大致可以分为以下几大类:

(1)液体:主要是以苯(C6H6)、二硫化碳(CS2)、四氯化碳(CCl4)、丙酮、二甲亚砜等为代表的几十种有机液体,它们具有较大的拉曼散射截面和一些熟知的散射频移谱线,散射频移对应这液体分子的振动拉曼跃迁

(2)固体:主要是以金刚石、方解石、铌酸锂、硝酸钡、钨酸钡等为代表的单晶体,此外尚有光学玻璃和光学玻璃纤维等介质,散射频移也对应这分子或玻璃体网络单元的振动拉曼跃迁。

(3)气体:高效率的SRS可在很多分子气体(如H2、D2、N2、CH4、SF6等)系统中产生,受激拉曼可以分别是基于这些分子的振动、振-转或纯转动拉曼跃迁,工作气压通常在几十个大气压以上,以获得较高的增益因子。此外,利用某些金属原子蒸气作为介质,也可以产生对应于电子跃迁的受激喇曼散射。

(4)半导体:利用某些置于外加直流磁场中半导体介质(如InSb晶体)的导带电子在其塞满分裂子能级(朗道能级)之间的跃迁,可实现一种特殊形式的所谓受激自旋反转拉曼散射。这种受激散射的特点是散射频移可通过改变外加磁场强度而连续调谐。


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