激光阈值

激光器的阈值是指小信号增益刚好等于谐振器损耗的状态，这样激光就可以开始发射。这是特定泵浦功率（阈值泵浦功率）或（对于电泵浦激光器）特定阈值电流的情况。要实现显著的功率输出、良好的功率效率和稳定的低噪声性能需要远高于阈值能量的运行。通常，在阈值以上3到10倍之间运行激光。

根据小信号往返增益等于激光波长往返功率损耗水平的要求，阈值泵浦功率通常可以很容易地计算出来。有关示例，请参阅有关阈值泵浦功率的文章。

低阈值功率需要较低的谐振腔损耗和较高的增益效率，后者是通过在有限发射带宽的高效增益介质中使用小的激光模式面积来实现的。在给定的泵浦功率的情况下，激光输出功率的优化通常涉及到高斜率效率和低激光阈值之间的折中。激光器性能的整体优化可能必须考虑其他方面，例如在Q开关激光器中可实现的脉冲持续时间，在锁模激光器中避免Q开关不稳定性，或尽量减少热效应。哪一个值最适合阈值泵浦功率是激光器设计的问题之一。

即使对于低于激光阈值的操作，增益介质也会发出冷光（对于光泵浦激光器，这可以称为荧光）。高于阈值（在连续波操作中），发光强度水平通常被箝制到接近激光阈值的数值上（增益箝制）。在低于阈值时，激光器也会发射出一些功率，这些功率来自于放大的自发辐射，其带宽与高于阈值的激光发射相比较大，但与常规发光带宽相比较小。

激光阈值的基本来源是通过发光进入大量空间模式（在所有方向传播）的功率损耗。在某些情况下，可以通过微腔抑制发光来获得无阈值激光器。例如，这可以基于光子晶体中的光子带隙原理来实现。

大多数激光器的泵浦功率仅为阈值泵浦功率的几倍，这是比较理想的方案，较低的阈值不会显着提高效率，但可能会引入与例如腔内强度过高相关的问题。