Eşik pompa gücü

Lazerin pompalama eşik gücü, lazer eşiği karşılandığında pompalama gücünü ifade eder. Şu anda, lazer rezonatöründeki kayıp, küçük sinyal kazancına eşittir. Raman lazerleri ve optik parametrik osilatörler gibi diğer ışık kaynaklarında da benzer eşik güçleri mevcuttur.

Şekil 1. Optik olarak pompalanan bir lazerde çıkış ve giriş gücü. Pompa eşik gücü 5W ve eğim verimliliği %50'dir. Pompa eşik gücünün altındaki eğrinin de, yükseltilmiş spontan emisyonun etkisinden dolayı hafifçe şiştiğine dikkat edilmelidir.

Optik olarak pompalanan lazerler için eşik pompa gücü, giriş pompa gücü veya emilen pompa gücü olarak tanımlanabilir. Uygulamalar için giriş pompası gücü daha önemlidir. Ancak kazanç ortamının kazanç verimliliğini yargılamak için emilen pompa gücü daha kullanışlıdır.
Düşük pompa eşik gücü, rezonatörün boşluk kaybı düşük ve kazanç verimliliği yüksek olduğunda elde edilebilir. Yüksek kazanç verimlilikleri tipik olarak yüksek Ï-Ï ürüne (emisyon kesiti ve üst düzey ömür boyu ürün) sahip küçük mod alan alanlı kazanç ortamıyla elde edilir. Ï-Ï ürünü, iletim bant genişliği ile sınırlıdır. Bu nedenle, geniş bant kazanç ortamı daha yüksek kalıcı eşiklere sahip olma eğilimindedir.
Basit bir dörtlü lazer kazanç ortamı için, pompa eşik gücünü aşağıdaki formülle hesaplayabiliriz:

burada Irt rezonatördeki kayıp, hvp pompa kaynağının foton enerjisi, A lazer kristalindeki ışın alanı, ηp pompa verimliliği, Ï2 üst düzey yaşam süresi ve Ïem emisyon kesitinin boyutudur.
Belirli bir pompa gücü için, lazer çıkış gücünün optimizasyonu tipik olarak yüksek eğim verimliliği ile düşük lazer eşik gücü arasında bir uzlaşmayı içerir. Çoğu durumda, çalışma durumundaki pompa gücü, pompa eşik gücünün birkaç katıdır. Optimum pompa eşik gücünün seçimi, lazer tasarımının parametrelerinden biridir.
Çıkış gücüne karşı lazer pompa gücü eğrisi her zaman Şekil 1'de gösterilen kadar basit değildir. Örneğin, yüksek rezonatör kaybına sahip lazerlerde, eşik pompa gücü, eğrinin yaklaşık doğrusallığının yüksek güçte sıfıra ekstrapole edilmesiyle tanımlanır. eğri.
Lazer eşiği olmayan ve bu nedenle eşiksiz lazerler olarak adlandırılan tek atomlu lazerler gibi özel lazerler vardır.