8.2.8. Расчет и измерения усиления слабого сигнала

Плотность инверсной населенности в активной среде и коэффициент усиления слабого сигнала в центре линии представляют собой важные параметры, определяющие характеристики лазерного усилителя.

Измеренные и вычисленные с помощью описанной выше кинетической модели значения коэффициентов усиления слабого сигнала, соответствующие умеренной инверсии населенностей, обычно хорошо согласуются между собой. Когда же инверсия населенностей велика, расчетные значения усиления слабого сигнала оказываются завышенными по сравнению с наблюдаемыми в эксперименте. Расхождение удается частично устранить, если предположить, что процесс релаксации моды А ускоряется пропорционально степени возбуждения. На рис. 2 показаны результаты интегрирования кинетических уравнений, в которых скорость изменения числа квантов моды А была умножена на

В данном расчете использовались константы скорости возбуждения, вычисленные по известным сечениям возбуждения при столкновениях с электронами, приведенным в работе [15]. Константы скорости релаксации деформационной моды заимствованы из

(кликните для просмотра скана)

работы [23], а константы скорости обмена молекулы N2 с модой А и релаксации моды А — из работы [22].

На рис. 3 приведены результаты измерений и расчета усиления для газовой смеси Точность эксперимента, согласно оценкам, была равна ±5%.