另一方面,腔内自发辐射又发生一列 一列前后位相无关的波列,这些波列 和相干的波列的光强相叠加,使腔内 的光强坚持安稳。而这样一些一段一 段的相互独立的自发辐射的波列也要 形成必定的线宽。
以上两方面的要素就形成了由于存在 自发辐射而引起的激光线)所示,曲线是衰减的相干光 的谱线是自发辐射自身的谱 线是总的谱线))范。围νF内的一条“线” (见
首先是内部的原因:在抱负的激光器中彻底疏忽了激活介质 的自发辐射,而一个实践的激光器尽管它的自发辐射相关于 受激辐射来说是极端正人的,但它究竟仍是不可避免地存在 着,并且在激光器的输出功率中也奉献它极端细小的一个份 额。这样,激光器的增益就应该抒发受激进程和自发进程两 部分的奉献。在振动到达平衡时,激光器内的能量平衡,应 该是介质的受激辐射增益与自发辐射增益之和等于腔的总损 耗,因此受激辐射的增益应略小于总损耗。这样,关于受激 辐射的相干光来说,每一个波列都存在必定的衰减率,正是 这种衰减形成了必定的线宽,这是问题的一面。
一. 形成线) 能级的有限寿数形成了谱线)发光粒子之间的磕碰形成了谱线的磕碰宽度(或压力宽度)。 (3)发光粒子的热运动形成了谱线的多普勒宽度。
实践的谱线线型是以上三者一起效果的成果,咱们把这样 的谱线叫做发光物质的荧光谱线,其线宽叫做荧光线宽。
对一个激光器来说,当它在安稳工 作时,其增益正好等于总损耗。这 时的抱负状况是:损耗的能量在腔 内的受激进程中得到了弥补,并且 在受激进程中发生的光波与本来光 波有相同的位相,所以新发生的光 波与本来的光波相干叠加,使腔内 光波的振幅从始至终坚持彻悟,相应的 就有无限长的波列,故线”。假如激光器是单模输出的线) 荧光谱线与抱负的单色激光谱线 那么它输出的谱线应该是落在荧光
添加激光器的输出功率能减小由于自发辐射引起的激 光线宽。理论核算标明此激光线宽是和激光器输出功率成反 比的。
理论核算还指出,单纯由于腔内自发辐射而引起的激光 谱线宽度远小于l Hz。而试验测得的激光线宽却远大于 这个数值。这说明形成激光线宽还有其他的较自发辐射影 响更大的要素。尽管如此,关于自发辐射形成激光线宽的 剖析仍是非常有意义的。由于自发辐射是在任何激光器中 都存在的,所以这种要素形成的激光线宽是无法扫除的。 也就是说这种线宽是消除了其他各种使激光线宽添加的因 素后,终究可以到达的最小线宽,所以叫做线宽极限。