弛豫振荡

Relaxation Oscillations

弛豫振荡

弛豫振荡是指激光功率和激光增益在其稳态值附近的相互耦合的小振荡。当激光器在运行过程中受到干扰时,例如由于泵浦功率的波动,其输出功率不会立即恢复到稳定状态。

许多激光器(如固体激光器和大多数激光二极管)工在所谓的B类状态下工作,其上能态寿命通常比激光谐振腔的阻尼时间长得多。在这种情况下,激光动力学使得泵浦功率的变化导致所谓的弛豫振荡,这些振荡通常会被阻尼,最终导致回到稳定状态。

在掺杂绝缘体固体激光器中,振荡频率相对较低(通常在千赫兹范围内,)其振荡行为尤其明显,而半导体激光器通常在千兆赫兹区域表现出频率极高的强阻尼弛豫振荡。其他激光器,例如许多气体激光器,工作在A类系统中,其上能态寿命低于腔体阻尼时间,不表现出弛豫振荡。

弛豫振荡

模拟Nd:YAG激光器的开启动力学,假设泵浦电源突然开启。在达到稳定状态之前,激光器会发出许多尖峰信号并经历阻尼弛豫振荡。

B类激光器可以表现出强烈的尖峰,例如 当泵电源突然打开时。在发射几个尖峰(脉冲)后,激光功率表现出阻尼弛豫振荡,振荡频率类似于尖峰的反周期。

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