قدرت پمپ آستانه

قدرت آستانه پمپاژ لیزر به توان پمپاژ زمانی اشاره دارد که آستانه لیزر برآورده شود. در این زمان، تلفات در تشدید کننده لیزر برابر با افزایش سیگنال کوچک است. قدرت آستانه مشابهی در سایر منابع نور مانند لیزرهای رامان و نوسانگرهای پارامتری نوری وجود دارد.

شکل 1. خروجی در مقابل توان ورودی در یک لیزر با پمپ نوری. توان آستانه پمپ 5 وات و بازده شیب 50 درصد است. لازم به ذکر است که منحنی زیر توان آستانه پمپ نیز به دلیل اثر انتشار خود به خودی تقویت شده کمی پف کرده است.

برای لیزرهای با پمپ نوری، توان پمپ آستانه را می توان به عنوان توان پمپ ورودی یا توان پمپ جذب شده تعریف کرد. برای کاربردها، قدرت پمپ ورودی بیشتر مورد توجه است. اما برای قضاوت در مورد راندمان بهره محیط گین، توان پمپ جذب شده مفیدتر است.
توان پایین آستانه پمپ را می توان زمانی بدست آورد که افت حفره تشدید کننده کم و راندمان بهره بالا باشد. راندمان بهره بالا معمولاً با رسانه های افزایش سطح میدان حالت کوچک با محصول Ï-Ï بالا (محصول مقطعی انتشار و محصول طول عمر سطح بالا) به دست می آید. محصول Ï-Ï توسط پهنای باند انتقال محدود شده است. بنابراین، رسانه های افزایش باند پهن تمایل دارند آستانه لیزر بالاتری داشته باشند.
برای یک محیط بهره لیزری چهارگانه ساده، می‌توانیم توان آستانه پمپ را با یک فرمول محاسبه کنیم:

که در آن Irt تلفات در تشدید کننده، hvp انرژی فوتون منبع پمپ، A ناحیه پرتو در کریستال لیزر، ηp بازده پمپ، Ï2 طول عمر سطح بالا و Ïem است. اندازه مقطع انتشار است.
برای یک توان پمپ معین، بهینه سازی توان خروجی لیزر معمولاً شامل مصالحه ای بین بازده شیب بالا و توان آستانه لیزر کم است. در بیشتر موارد، توان پمپ در حالت کار چندین برابر توان آستانه پمپ است. انتخاب توان بهینه آستانه پمپ یکی از پارامترهای طراحی لیزر است.
توان خروجی در مقابل منحنی توان پمپ لیزری همیشه به سادگی نشان داده شده در شکل 1 نیست. به عنوان مثال، در لیزرهایی با تلفات تشدید کننده بالا، توان پمپ آستانه با برون یابی خطی بودن تقریبی منحنی در توان بالا به صفر زیر تعریف می شود. منحنی.
لیزرهای خاصی مانند لیزرهای تک اتمی وجود دارند که آستانه لیزر ندارند و به همین دلیل به آنها لیزرهای بدون آستانه می گویند.