正因为有了激光器的出现,光纤通信才造福了人类。极其简单的介绍激光器的工作原理。
激光器要产生激光,需要实现如下几个目标。
泵浦源
用于把激光工作物质的的粒子从基态抽取到高能级,以实现粒子数反转。
激光工作物质
- 激光工作物质与泵浦源共同实现粒子数反转,这要求这种物质能够有较大程度的实现粒子数反转的能力,如此,泵浦源才能容易的进行低能级到高能级的抽取工作。
- 激光工作物质,还承担实现受激辐射的工作。
- 激光工作物质决定了激光器能够产生激光的波长。激光波长由物质中形成激光辐射的两个能级间的跃迁确定。
光学谐振腔
也就是图中的两个镜面。
- 产生和维持激光振荡。通过在两个镜面间的不断反射,可以延长通过激光工作物质的长度,使得受激辐射超过自发辐射成为主导,并进一步扩大受激辐射使得产生的激光能量大于路途中的损耗。
- 控制输出激光束的质量。谐振腔可以对腔内振荡光束的方向和频率进行限制,以保证输出激光的高单色性和高方向。通过调节光学谐振腔的几何参数,还可以直接控制光束的横向分布特征、光斑大小、振荡频率及光束发散角等。
- 右侧半反射镜片还起着激光输出的作用。除此之外,可以在光学谐振腔中加入一些器件,来有效的控制输出激光的特性。