 |
|
Cвойства и характеристики лазерного излучения
Лазерное излучение обладает: высокой степенью монохроматичности, когерентности и направленности. Степень монохроматичности определяется выражением
0, (2.17)
где 
0 –частота излучения, обусловленная идеально узкими энергетическими уровнями переходов Е2 и Е1,
- уширение частоты излучения, причины которого изложены в 1.5.
Для различных типов лазеров степень монохроматичности различна и находится в пределах от 10 –3 до 10 –10 для полупроводниковых и газовых лазеров соответственно. Высокая степень монохроматичности обеспечивается тем, что:
а) оптический резонатор обеспечивает возникновение генерации только на своих резонансных частотах (образование стоячих волн по длине резонатора L, так что L = q 
/2 ) ;
б ) в лазере усиливаются только электромагнитные волны, частоты которых близки к центральной частоте 0 основной моды.
Высокая когерентностьобъясняется природой вынужденного излучения, благодаря созданию инверсной населенности уровней в активной среде.
Высокая направленность излученияобеспечивается оптическим резонатором. В последнем могут поддерживаться только те электромагнитные волны ( моды), которые распространяются параллельно оси резонатора или с малыми углами к оптической оси ( меридиональные световые пучки ). Однако из-за дифракционных эффектов в резонаторе выходное излучение обладает расходимостью 
р, которая определяется из выражения
р = 
/L (2.18)
Высокая мощность (интенсивность)лазерного излучения обусловлена его направленностью. Она на несколько порядков больше мощности излучения обычных (некогерентных) оптических источников.
Важной характеристикой лазера является порог генерации,определяемый величиной энергии накачки Ен, при которой 
, где 
– линейный коэффициент лазерного усиления, значение которого пропорционально Ен ; – коэффициент потерь излучения в оптическом резонаторе и активной среде, определяемый из выражения (2.13).
Важной характеристикой лазерного излучения является его спектр. Он может быть представлен в виде рис.2.3. На рис.2.3а показан спектр оптического резонатора для продольных мод ТЕМ 00q. На рис.2.3б показана спектральная линия активной среды. Рис.2.3в показывает выходной спектр лазерного излучения.
рис.2.3