脉冲激光的实现方法

文档简介以连续波模式工作的激光器的输出功率不随时间变化。这是由于激光器达到了一种激光腔增益（取决于与泵浦速率成正比的粒子数反转）和损耗（包含腔损耗和受激辐射速率）保持平衡的稳态条件。由于能够显著提高峰值输出功率，所以通常希望激光器可以工作在脉冲模式。可以将连续激光输出发送至外部调制器来实现脉冲激光运转，调制器充当一个只在短时间内允许透过的开关（见图 1，左）。这种简单的方法有许缺点。由于大多数光被调制器阻挡，该方法的效率很低。

此外，峰值功率永远不会超过连续光源的平均功率。脉宽还受到调制器速度限制。更为有效的方法是采用内部的腔内调制过程（见图 1，右）。通过在腔内调制增益或者损耗，激光发射过程能够被有效地开启和关闭。能量既可以储存在激光介质中，作为能够快速释放从而实现激光发射的大粒子数反转，也可以保持在谐振腔内直到被允许逸出。这些方法可使脉冲激光输出的峰值功率明显超过连续激光器所能提供的。接下来讨论使用内部调制实现激光脉冲的最常见的方法。