电气电子教学学报 第30卷 以大于斯托克斯效率,正是由于量子效率大于质内在的性质。这些概念是不同的,但又是有联系 100%的结果。这怎么理解呢?需要对激光工作物的,对于光泵激光器,激光器的效率是与无辐射跃迁 质作具体的分析。文献[37中的激光工作物质均的量子效率成正比的。 为掺铥石英光纤,在~790nm波长泵浦下,铥离子 参考文献 能级结构如图1所示。 [1]高以智、姚敏玉、张洪明编著.激光原理学习指导[M]北京: 国防工业出版社,2007年2月:133,128. [2]周炳琨、高以智、陈倜嶸、陈家骅编著.激光原理[M.北京:国 泵浦 防工业出版社,2004年8月第5版:149,173. 交叉驰像 [3 R. A. Hayward. w. A. Clarkson, P. W. Turner, J. Nilsson 激光 Tmrdoped silica fibre laser with high power singlem output at 2? m[J]. United Kingdom: Electron. Lett. 2000,36(8):711-712. 图1掺铥石英光纤中铥离子能级结构及驰豫过程示意图 [4]G. Frith, D. G. Lancaster and S. D. Jackson, High power 2 Tm3+-doped fibre lasers [J]. USA: Proceedings of SPIE 在790nm波长泵浦下,基态H。上的粒子吸收 2004,5620:36-45. 泵浦光子能量跃迁到激发态H4。在铥离子掺杂浓[5]G.Frth,D.G. Lancaster and s D. Jackson..85WTm3+ 度较高时,相邻离子相互作用,处于激发态3H4的粒 doped silica fibre laser[J]. United Kingdom: Electron. Lett. 子释放能量跃迁至较低能级F4,而释放的能量被另 2005,41(12):687688 个铥离子基态上的粒子所吸收,向上跃迁到能5 rith a1 ancaster. Power scalable and efficient 级3F4,即在相邻的两个铥离子之间发生了交叉驰 ings of SPIE,2006,6102:44-53. 豫。而能级F4是产生激光作用的上能级。因此,[7]sD. Jackson, Cross relaxation and energy transfer upconver- 每吸收一个泵浦光子,就会发射两个光子,理论上最 sion processes relevant to the functioning of 2? m Tm3+ 大的量子效率为200% doped silica fibre lasers[J]. Holland: Optics Comm, 2004 至此,又产生了一个问题:在文献[37中提到 230:197-203. 的量子效率( Quantum Efficiency)与前文定义的 [8]沈柯编.激光原理教程[M]北京:北京工业学院出版社,1986 年1月 n、、相比,是一个新的物理量呢还是其中的某9]朱大勇主编激光概要与习题[M北京:电子工业出版社 一个?笔者认为将该量子效率理解为泵浦量子效率 1986年5月:84. 更确切。 [10]陈钰清、王静环编著.激光原理[M].杭州:浙江大学出版社 关于量子效率,在激光物理与技术百科全书 1992年5月:316. 网站中有相应的解释1。从中我们可以看出,对 [11]李相银、姚敏玉、李卓、崔骥编著.激光原理技术及应用[M] 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004年10月:44. 应第一种例子的情况,定义的量子效率为泵浦量12]李适民黄维玲等编著.激光器件原理与设计[M北京国 子效率;对应第二种例子的情况,定义的量子效率 防工业出版社,1998年7月:152153. 为荧光量子效率;对应第三种例子的情况,定义的[13]杨齐民钟丽云吕晓旭编著.激光原理与激光器件[M.昆 量子效率为光电二极管的量子效率,即单位时间 明:云南大学出版社,2003年2月:49 14]王喜山编.激光原理基础[M].济南:山东科技大学出版社 内产生并被电极收集的光生载流子数与入射(或 1979年12月:207,129 吸收)的光子数之比。 [15]陈天杰.激光基础[M].北京:高等教育出版杜,1987年10 2结语 [16]章若冰、王清月著.激光物理导论[M].天津:天津大学出版 从以上分析可以看到,总效率和斜率效率是针 社,1988年12月 [17]吕百达.固体激光器件[M].北京:北京邮电大学出版社 对激光器而言的,是器件能力的一个衡量指标;而量 2002年1月:31. 子效率(无辐射跃迁的量子效率、荧光效率、总量子[18]htp:/w.photonics.com/slopeefficiency.html 效率)是针对激光工作物质对而言的,反映了工作物19]htt:w. rp-photonics. com/ quantum efficiency. html.42 电气电子教学学报 第 3O卷 以大 于 斯托 克 斯效 率 ，正 是 由于量 子 效率 大 于 1009／6的结果 。这怎么理解 呢?需要对激光工作物 质作具体的分析。文献 [3—7]中的激光工作物质均 为掺铥 石英光 纤 ，在 ～790nm 波 长 泵浦 下 ，铥 离 子 能级结构如图 1所示 引。 ；： { ＼＼ 交义驰豫 、 激 ，、 ， 、r 质内在的性质 。这些概念是不 同的，但又是有联系 的，对于光泵激光器 ，激光器的效率是与无辐射跃迁 的量子效率成正 比的。 参 考文献 ： [1] 高以智、姚敏玉、张洪明编著．激光原理学习指导[M]．北京： 国防工业出版社 ，2007年 2月 ：133，128． [2] 周炳琨 、高以智 、陈饲嵘 、陈家骅编著．激 光原理[M]．北京 ：国 防工业出版社 ，2004年 8月第 5版：149，173． [3] R 久 Hayward，W．A．Clarkson，P．W．Turner，J．Nilsson ， A． 13． Grudinin and n C Hann~ Efficient cladding￾pumpedTrn-doped silicafibrelaserwithhighpowersinglem— odeoutputat27m[J]．United Kingdom：Electron．1．．ett．， 2000，36(8)：711712． [4] G．Frith，n G．LancasterandS n Jackson． HighpOwer2 Tm3十一dopedfibrelasers[J]．USA：ProceedingsofSHE， 2004，5620：36—45． [5] G Frith，n G LancasterandS n Jackson． 85W TEl13+一 dopedsilicafibrelaser[J]．UnitedKingdom：Electron． Lett．， 2005，41(12)：687688． r6] G．P．Frithandn G．Lancaster．Powerscalableandefficient 790nm pumpedTm3十一doped fibrelasers[J]．USA：Proceed— ingsofSHE，2006，6102：44—53． [7] S n Jackson． Crossrelaxationand energytransferupconver￾sion processesrelevantto thefunctioning of27 m Tm3十一 doped silicafibrelasers[J]．Holland ：OpticsComm．，2004， 230：197-203． [8] 沈柯 编．激光原理教程 [M]．北京 ：北京工业学院出版社 ，1986 年 1月 ：123． [9] 朱大勇主编．激光概要 与习题 [M]．北 京 ：电子工业 出版社， 1986年 5月：8． [1O] 陈钰清 、王静环编著．激光原理[M]．杭州：浙江大学 出版社， 1992年 5月 ：316． [11] 李相银 、姚敏玉、李卓 、崔骥编著．激光原 理技术及应用 [M]． 哈尔滨 ：哈尔滨工业大学 出版社 ，2004年 1O月 ：44． [123 李适 民、黄维玲等编著．激 光器件原理与设计[M]．北京 ：国 防工业 出版社 ，1998年 7月 ：152—153． [13] 杨齐 民、钟丽云、吕晓旭编著．激 光原 理与激 光器件[M]．昆 明：云南大学出版社，2003年 2月 ：49． [14] 王喜山编．激 光原理基础[M]．济南 ：山东科技大学 出版社 ， 1979年 12月 ：207，129． [15] 陈天 杰．激 光基础 [M]．北京 ：高 等教 育出版社，1987年 1O 月 ：131． [16] 章若冰、王清月著．激光物理导论[M]．天津：天津大学出版 社 ，1988年 12月 ：6—7． [17] 吕百达．固体激 光器 件[M]．北 京 ：北 京邮 电大学 出版社 ， 2002年 1月：31． D8] http }f ．rp~photonics．com／slope_efficiency．htm1． [19] http：／／ rp-photonics．corn／quantum_eficiency．htm1． 维普资讯 http://www.cqvip.com