
【电】 laser threshold
laser
【化】 laser
【医】 laser
【电】 threshold
激光临限(Laser Threshold)是激光物理学中的一个核心概念,指激光器开始产生受激辐射并输出激光所需达到的最小泵浦功率或最小粒子数反转密度值。以下是详细解释:
中英对照
来源:《英汉光学与光通信词汇》(科学出版社)
物理本质
当激光器的增益介质吸收外部能量(泵浦)后,受激辐射速率超过自发辐射与损耗速率之和时,系统达到临界点。此时光放大作用克服腔内损耗(如反射镜透射、散射等),形成稳定的激光振荡输出。
公式表达:
$$ g_{text{th}} = alpha + frac{1}{2L} ln left( frac{1}{R_1 R2} right) $$
其中 ( g{text{th}} ) 为阈值增益,( alpha ) 是损耗系数,( L ) 为腔长,( R_1, R_2 ) 为腔镜反射率。
来源:《激光原理》(周炳琨等编著,国防工业出版社)
器件性能指标
阈值越低,表明激光器能量转换效率越高,例如半导体激光器的阈值电流直接影响器件功耗与温控要求。
应用案例:低阈值量子阱激光器用于光纤通信系统(IEEE Journal of Quantum Electronics)
动态特性分界
低于阈值时,激光器输出主要为自发辐射荧光;超过阈值后,输出光谱突变为窄线宽相干光,功率随泵浦强度线性增长。
实验验证:参见美国光学学会(OSA)《激光阈值测量标准》
权威参考来源:
关于“激光临限”的解释如下:
“激光临限”可能指激光产生的临界条件,即当粒子受激发射的增益达到或超过损耗时的阈值状态。此时,系统才能形成稳定的激光输出。这一概念在激光物理中被称为“阈值条件”(laser threshold),对应英文翻译为。
激光的产生基础
激光需要粒子数反转(高能级粒子多于低能级)和光学谐振腔的共同作用。当增益介质中的受激发射强度超过损耗(如反射镜吸收、散射等),才能产生激光。
阈值条件公式
激光阈值可通过以下公式表示:
$$
G{text{th}} = alpha + frac{1}{L} lnleft(frac{1}{R}right)
$$
其中,( G{text{th}} )为阈值增益,( alpha )为损耗系数,( L )为腔长,( R )为反射镜反射率。
该概念在激光器设计中至关重要,例如半导体激光器和光纤激光器的开发需精确计算阈值条件。
若需进一步了解激光的详细工作机制,可参考物理或光学领域的专业文献。
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