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第六章1激光放大特性
二、 按工作方式分类: 行波放大器及再生放大器(F-P放大器)
1、行波放大器
g>0
工作物质两端面无反射的放大器。
要求：只要求入射光频率在增益介质谱线范围内。
增益：
8、若输入光信号为高第六章1激光放大特性
二、 按工作方式分类: 行波放大器及再生放大器(F-P放大器)
1、行波放大器
g>0
工作物质两端面无反射的放大器。
要求：只要求入射光频率在增益介质谱线范围内。
增益：
8、若输入光信号为高重复率脉冲序列，且脉冲周期T<<T1，则光放大器工作物质的反转集居数只在稳定值附近作微小波动。可近似采用稳态速率方程处理。例：掺铒光纤放大器。
2、再生放大器：增益工作物质二端面与光传输方向垂直并有一定的反射率。
要求：入射光需在谐振腔本征频率附近,保证频率匹配。
g>0
增益：用多光束干涉处理
设工作物质单程传输的增益为:
经过复杂的推算后得:
为入射光频率
二反射面组成的谐振腔的谐振频率
(1)当 时:
－最大增益
(2)当 时:
讨论：①可见，仅当入射光频率在谐振腔本征
频率附近时，才能得到有效放大。
② l、Gs、r 越大，得到有效放大所允许的频率范 围越窄。
③ 当 r1=r2=0时，(行波放大器)，则 G=Gs。
(3) 再生放大器的优缺点
优点: 可获得较高的增益。
缺点: 频率匹配技术复杂。
第二节 均匀激励连续激光放大器的增益特性
激励方式: 横向激励，Δn，g0，Is 均为与传输距离z无关的常数 (固体或半导体光放大器) ；纵向激励， Δn，g0，Is与传输距离有z 关(光纤放大器)。
一、输入信号强度对放大器增益的影响
I0(t)
I1(t)
聚光器
泵浦灯
激光工作物质
泵浦光
信号光
I0(t)
I1(t)
掺铒光纤
1、假设条件: 均匀加宽、平均损耗系数α、信号光频率。
2、工作物质的净增益系数
：
3、小信号增益——前置放大器
若入射光信号非常微弱，工作物质短，且：
小信号增益:
——可用作前置放大器
4、大信号增益(饱和状态)——功率放大器
入射光较强，工作物质长，且：
目标：求 及 (显式或隐式)
(1) 归一化输出光强
()
(2) 增益
()
可见，已知 、 、 、 、 值，则可由式(6．2．3)或 (6．2．4)求出输出光强及放大器增益。
(3) 两种特例
a、 当 时
b、 当 时 ，如在在气体工作物质中， 或在其它未达重度饱和的工作物质中，由于 ，可忽略损耗影响。则：
()
改写()为 输出光功率和入射光功率的关系式 ：
其中：
规律： ，。
二、最大输出光强和最大输出功率
由于增益饱和，当输入信号光很强或放大器很长，放大器增益系数会下降，净增益系数为0，光强不再增加。此时对应的输出光强为最大。
三、增益谱宽及输出谱线轮廓变窄
1、(无损)小信号均匀加宽光放大器