中山大学电子与通信工程系, 广东 广州 510275
基于分子振动弛豫理论完善了缓冲气体的作用模型,利用半经典密度矩阵理论与量子力学理论,定量分析研究了缓冲气体对小型光抽运远红外激光过程的作用机理以及缓冲气体作用下小型腔式光抽运NH3分子远红外激光器的频谱特性,讨论了工作气压、抽运功率等工作参数对频谱特性的影响,并对理论计算结果进行了实验验证,二者符合得较好。研究结果表明,在小型光抽运远红外激光器中加入适当的缓冲气体,大量工作气体分子与缓冲气体分子之间的无规碰撞会引起谱线加宽,而且可以使远红外激光输出信号增强。
激光技术 光抽运远红外激光器 缓冲气体 频谱特性
1 中山大学超快激光光谱学国家重点实验室,广州,510275
2 荆州师范学院物理系,胡北,荆州,434100
3 中山大学超快激光光谱学国家重点实验室,广州510275
4 中山大学电子系,广州,510275
采用半经典密度矩阵理论和迭代法,并考虑到小型光泵亚毫米波激光器的压力增宽效应,对小型光泵亚毫米波激光的理论计算模型进行了修正,其计算结果与实验结果符合得较好。
亚毫米波激光 NH3分子 压力增宽 submillimeter wave laser NH3 molecules pressure broadening effect
运用量子系统的密度矩阵理论,采用迭代法计算了光泵NH3分子远红外超辐射和腔式激光的频谱特性和相应的最佳工作气压。理论计算表明相对于超辐射方式,光泵腔式NH3分子远红外激光具有宽带辐射以及纵向调谐特性,且总的输出光强在一定条件下得到提高,最佳工作气压也较低。在实验上对用TEACO2-10R(8)和9R(16)泵浦的NH3分子远红外超辐射和腔式激光器产生的远红外辐射进行了测量,结果表明理论计算与实验结果相符。
光泵远红外激光 超辐射 腔式激光器
利用三能级系统的密度矩阵方程,通过迭代法计算了小型光泵NH3分子远红外激光器(mini-NH3-OPFIRL)的介质增益Gs沿激光管的变化规律以及远红外信号光强Is沿激光管的放大过程。计算表明激光管有激活区和饱和区,对一定管长的mini-NH3-OPFIRL,在一定范围内工作气压的提高,主要使Gs的峰值增大,同时使激活区缩短,考虑散射损耗和自吸收效应后,Gs峰值的提高对总的输出光强贡献不大。而泵浦光强Ip0的增大,有利于激光管内的介质沿光轴方向均匀激活,从而提高总的输出光强。另外,信号频偏对mini-NH3-OPFIRL的激光放大过程有较大的影响。
光泵远红外激光 介质增益 饱和效应
通过求解四能级系统的半经典密度矩阵方程，用迭代法计算了CO2-10R(6)泵浦小型超辐射光泵NH3分子远红外激光器(mini-NH3-OPFIRL)的P支和Q支跃迁输出光强的增量比。计算表明在超辐射小型NH3光泵远红外激光器中，V2:a→ｓP(5，4)和a→sQ(5，4)模式竞争结果，Q支跃迁占优势，使P支被抑制。理论计算与实验结果一致。
远红外激光 小型光泵远红外激光器 受激拉曼跃迁 模式竞争
