第4讲光的增益特性

第四讲 光的增益特性（3学时）

参考书 沈柯《激光原理教程》（第三章）

1. 增益饱和

2

N2/2 N2g()B21 N1g()B21 1

R1 R2 N1/1 0

三能级系统的速率方程组： R1R2N1/1N)B 2(1/2g(21)R2N1g()B21N(RnI11R2)1  NRNg()Bc121R22N1g()B212221/g()B2211g()B212

NNR22(R1R2)1N(0)2N11g()B2121B212g()nIcG()N(0)nh1BnIB12g()G0()c1I/I212g()scGnh0()N(0)B12cg()

IscnB212g()增益/频率曲线，小信号增益系数，饱和光强，增益均匀下降

G()G0(0)I=0G0/2IS0增益由反转粒子数的浓度决定

2.

非均匀加宽与增益烧孔效应 非均匀加宽情况，Ｎ与有关，将出现增益烧孔现象

1－

―第四讲 光的增益特性

G()A激光器的最佳透过率

0

1Tm2GmLPmAIs23.

2GmL

2放大自发辐射（ASE光）

用途：光纤陀螺、PMD测试、白光干涉仪、滤波器等 形成过程：双向过程

泵浦光 ＩASE 光强 z=0 阈值长度 最佳长度 正反向荧光光强变化关系（先计算各点粒子数反转率） 荧光光强与长度的关系

阈值长度。大于阈值长度线性关系。 SLD光源 ＩASE L ＋－ASE －ASE ＋4.

P型半导体 PN结（有源区） N型半导体

SLD光源为超发射发光二极管，其发光特性介于半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）之间。它的光谱特性类似LED，但输出功率要大很多。

―2－

第四讲 光的增益特性

热敏电阻制冷器管芯尾纤

SLD光源照片及内部结构

SLD管脚1、8之间是致冷电阻，2、3为热敏电阻，4、5之间是发光管。 主要指标

 尾纤出纤功率

 中心波长及光谱宽度

 光谱调制度（Ripple）

在对数坐标下测出光谱曲线上峰值波长与邻近模式极小值处的光强Pmax、Pmin，待测器件的光谱调制度m为：

mPmaxPmin(dB)

―3－

第四讲 光的增益特性

 尾纤偏振串音

5.

SFS光源

ASE光源结构 IP 熔接点× ＋980nm激光器 Ｉ－2端 1端 ASE ＩASE WDM1 WDM2 熔接点× 掺铒光纤 熔接点× 荧光光强：斜率效率，单向可达10mW 光谱：不平坦，1532nm峰值，谱宽5nm，希望20－30nm 增益平坦滤波器（GFF） 加长周期光栅，反射

GFF：薄膜技术，微金属化封装

平坦度0.1dB左右，但与泵浦功率有关

4－

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