有限的下能级寿命对四能级激光器工作特性的影响

在考虑了有限的下能级寿命和激光能级与晶格场的相互作用的基础上，对四能级激光的速率方程组进行了求解。结果表明由于这个有限寿命的存在，激光阈值升高，输出与输入之间出现了非线性。与下能级瞬时跃迁的理想情况不同，泵浦功率增大时，四能级激光器的输出趋向于一个极限值，并且，下能级寿命越长，激光器所能获得的最大输出越小。

Nd:YAG调Q激光器下能级寿命对激光脉冲性能的影响

在对Nd:YAG调Q激光器进行分析和设计时,研究人员通常选择忽略激光下能级寿命对脉冲波形的影响。当激光脉宽远大于激光下能级寿命时,这种近似一般不会带来太大偏差;而当脉宽达到纳秒量级时,Nd:YAG晶体约30 ns的下能级寿命对脉冲波形的影响会变得非常严重。建立了Nd:YAG下能级寿命对输出脉冲波形影响的理论分析模型,并对窄脉宽的Nd:YAG调Q激光器的输出波形进行仿真研究。研究结果表明,在窄脉宽激光输出情形下,激光下能级寿命会导致调Q脉冲在主峰后出现尾峰,尾峰能量可达主峰能量的一倍以上。同时建立了Nd:YAG声光调Q激光器实验系统,在与仿真计算近似的条件下测量调Q脉冲波形,观察到与仿真结果一致的尾峰现象,实验验证了理论模型的正确性。