Литература: 7 Ключевые слова: азер активная среда, резонатор, модуляция

Скоростные уравнения

Уравнения скорости представляет собой систему дифференциальных уравнений, описывающую изменение числа фотонов, инверсию населлонсти и других параметров в активной среде лазера с течением времени.
Эти уравнения позволяют нам моделировать и анализировать динамическое поведение лазерной системы и прогнозировать свойства результирующего излучения.
В данной работе мы рассматриваем скоростные уравнения для четырехуровневого (рис. 1б) и квазитрехуровневого лазеров, где самым нижним лазерным уровнем является подуровень основного состояния.

Рисунок-1. Схема энергетических переходов 3- и 4-уровневых лазеров

Рисунок-2. Энергетическая схема квазидрёхуровневых лазеров

N₂ – число возбужденных частиц

φ- поток фотонов
B- коэффициент Эйнштейна
V_a – объем системы, в которой происходит процесс
- время пребывания электронов на верхнем уровне


Кроме того, в уравнении Rp, описывающее релаксацию, представляет собой скорость накачки. Это следует из предположения, что сокращение численности базового уровня незначительно.
Выражение BϕN₂ в уравнении соответствует вынужденному излучению.
На самом деле она пропорциональна квадрату напряженности электрического поля электромагнитной волны, поэтому W также может быть пропорциональна значению φ. Таким образом, коэффициент B можно рассматривать как вероятность вынужденного перехода в фотон для одной моды. Величина - это время пребывания верхнего лазерного уровня, при этом необходимо учитывать как радиационные, так и безызлучательные процессы.