Óptica Moderna Fundamentos e aplicações - Fotonica.ifsc.usp.br ...

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Modos de operação de um laser<br />S. C. Zilio Óptica Moderna – Fundamentos e Aplicações<br />267<br />hν<br />P = [ n tl<br />n(<br />n / ni<br />) − ( n − ni<br />) ]<br />(13.19)<br />2t<br />c<br />É de interesse se calcular a potência de pico do pulso de saída.<br />Fazendo ∂P/∂n = 0, encontramos que a potência máxima ocorre quando n<br />= nt. Fazendo esta substituição na eq. (13.19) temos:<br />hν<br />Pmax [ n t n(<br />n t / ni<br />) − ( n t − ni<br />]<br />2t<br />= l ) (13.20)<br />c<br />Se a inversão inicial é bem acima do valor de limiar obtemos finalmente<br />que:<br />n f /n i<br />1,0<br />0,8<br />0,6<br />0,4<br />0,2<br />P<br />n hν<br />i<br />max = (13.21)<br />2t<br />c<br />0,0<br />1,0<br />1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5<br />n i /n t<br />0,0<br />0,2<br />0,4<br />0,6<br />0,8<br />(n i -n f )/n i<br />Fig. 13.8 – Inversão remanescente (eixo à esquerda) e fator de utilização de<br />energia (direita) após a emissão do pulso gigante.
268<br />Modos de operação de um laser<br />Bibliografia<br />13.1. A. Yariv, Quantum Electronics, 3ª edição, John Wiley and Sons, NY<br />(1989)<br />Problemas<br />13.1. Considere um laser oscilando com 2n modos longitudinais de<br />mesma amplitude E0, separados de Δν = c/2ℓ. Calcule razão entre a<br />potência de pico no regime de modos travados e a potência média<br />quando as fases dos modos são aleatórias (multimodos contínuo).<br />13.2. A largura de banda de um laser He-Ne de modos travados é 1 GHz,<br />o espaçamento entre os modos é 150 MHz e a curva espectral pode<br />ser descrita por uma função Gaussiana. Calcule a duração dos<br />pulsos de saída e a taxa de repetição.<br />13.3. Qual a potência máxima de saída e a energia do pulso quando o laser<br />de rubi do problema 12.2 opera no regime Q-switched com ni =<br />1.64 ΔN ?<br />t<br />S. C. Zilio Óptica Moderna – Fundamentos e Aplicações
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