请教论坛牛人，关于“小信号增益问题”

hench

最近论文遇到小信号增益的计算问题，但是百思不得其解，对于小信号增益一直只是一个定性上的认识，但是定量上一头雾水，何谓小信号？腔内光强到底在一个什么样的状态，在泵浦阈值附近算是小信号吗？如果是的话有存在一个问题，如果腔内的损耗不同（比如输出镜的透过率不一样），那么泵浦阈值就不一样，所以算出的小信号增益就不同。
总结起来，我迷惑的就是到底小信号增益和什么有关，它到底是材料的固有属性决定的还是与泵浦光强度有关系（如果有关系的话，那么利用泵浦光强度如何计算小信号增益系数）？
望各位达人解惑，万分感谢。
或者有没有相关的论文，望共享，谢谢。

EinsteinDirac

小信号不是指泵浦功率很小，而是指激光的光强很小，也就是当激光很弱的时候通过增益介质时获得的增益。小信号的时（也就是激光光光强很小的时候）这时反转粒子数是常数，因为这个时候激光不会使大量的粒子数受激跃迁而使上能级粒子数减小，因此小信号增益与光强无关，只与翻转粒子数有关。

kaka

学习ing

lgy317

小信号增益一般是有材料决定的，每种材料都有一个极限值，与他的受激截面，吸收截面有关。我们用材料时，基本山都是用到它的极限。在一个特定系统里，他的增益基本上是固定的，只是达到饱和没有，没达到饱和光强，小信号增益是e指数函数，饱和后基本上在3~5倍的增益。在设计激光器的时候，考虑晶体材料的利用效率是很重要的一个因素。小信号不是一个特定的值，他是一个现对的概念。与速率方程是紧密联系的，而且在整个谐振的过程中，速率方程是个动态的方程。它依赖于泵浦光强函数、吸收截面、发射截面、自发辐射可以忽略、材料的掺杂浓度等等，不过理论计算基本上用处不是非常大，指示一个方向性的指导，试验的结果才是准确的，很多微观参数宏观体现的部明显。而且你的系统的理论可靠性怎么样你无法衡量。最简单的，你说的谐振腔镜能对准到什么程度、你的这个结构的应力和不稳定性怎么量化、还有你的热模型是怎么样的，它对激光性能的影响都很大。别迷恋于理论计算。

hench

小信号的时（也就是激光光光强很小的时候）这时反转粒子数是常数EinsteinDirac 发表于 2009-5-18 23:23

多谢指教，你提到的小信号的时候，反转粒子数是常数，是不是可以理解为小信号增益系数只是和材料本身有关系，并且有一个确定的值，如果这样的话我想知道如何才能知道材料的小信号时的反转粒子数，谢谢。。。

EinsteinDirac

小信号增益是和翻转粒子数有关，翻转粒子数密度是和泵浦功率密度有关的，因此和小信号增益最直接关系的就是泵浦功率密度和材料不是有直接的关系， 材料的影响无非是效率的问题。

hench

LS的大师说的很有道理，但是在计算最佳透过率的时候要用到小信号系数的具体数值，如果是按照泵浦功率密度去计算，是不是应该用阈值左右的泵浦功率密度去计算（在有的文献上是这么求的），但是这样的话又存在一个问题，就是如果透过率不同的时候对应的泵浦功率阈值是不同的。那该如何计算呢?望解答，谢谢。

lgy317

效率跟增益是什么关系呢？还有如果我的所有系统都一样，只改变材料的浓度，你们增益能一样吗？

lgy317

还有翻转粒子数的密度都跟什么有关系，你能说说吗？

lgy317

那我要是说就跟整个系统有关系，还一点错都没有了呢

expediency

似乎这里牛人很多呀。学习了

lgy317

还有，我在红宝石和YAG的各自吸收峰用相同功率的二极管区泵浦，其他参数都一样，你能出相同的能连吗？