Учебник - Оптика - Алешкевич В.А. (1238765), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Óðàâíåíèå (7.2) ïåðåïèøåì â âèäådI= GI ,dz(7.3)ãäåG=hnB21(n2 - n1 ).c(7.4)Èíòåãðèðóÿ (7.3), ïîëó÷àåìI (z ) = I (0) exp(Gz ).(7.5)Çíàê âåëè÷èíû G, íàçûâàåìîé êîýôôèöèåíòîìóñèëåíèÿ, çàâèñèò îò ðàçíîñòè n2 - n1. Ïðè G < 0èíòåíñèâíîñòü ñâåòà áóäåò óáûâàòü, à ïðè G > 0 âîçðàñòàòü (ðèñ. 7.3). îáû÷íûõ (ðàâíîâåñíûõ) óñëîâèÿõ n2 è n1 ñâÿçàíû ðàñïðåäåëåíèåì Áîëüöìàíà:Ðèñ.
7.369n2é (W 2 - W1 ) ù(7.6)= exp ê ú < 1.n1kTëû ýòîì ñëó÷àå G < 0, è ïðîèñõîäèò ýêñïîíåíöèàëüíîå óìåíüøåíèå èíòåíñèâíîñòè, ïîä÷èíÿþùååñÿ çàêîíó Áóãåðà Ëàìáåðòà Áåðà: I (z ) = I 0e -az , ãäåa = -G êîýôôèöèåíò ïîãëîùåíèÿ.Åñëè âûâåñòè ñðåäó èç òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ ïóòåì âíåøíåãîâîçäåéñòâèÿ, òî ìîæíî ëèáî óñòðàíèòü ïîãëîùåíèå (G = 0 ïðè n2 = n1), ëèáîóñèëèâàòü ñâåò ïðè n2 > n1. Ñèòóàöèÿ, ïðè êîòîðîé n2 > n1, íàçûâàåòñÿ èíâåðñèåéçàñåëåííîñòè ýíåðãåòè÷åñêèõ óðîâíåé àòîìîâ, à ñðåäà àêòèâíîé (óñèëèâàþùåé) ñðåäîé.Îöåíèì äèàïàçîí ïîãëîùàåìûõ èëè óñèëèâàåìûõ ÷àñòîò (ïîëîñó ïîãëîùåíèÿèëè óñèëåíèÿ). Ñîãëàñíî (6.26), ñ ó÷åòîì (5.17)B 21 =c3p 2e 2r21 2=A218ph n 33e 0 h(7.7)è, â îòëè÷èå îò A21, íå çàâèñèò îò ÷àñòîòû n. Îäíàêî â ïðåäåëàõ øèðèíû ñïåêòðàëüíîé ëèíèè ìîæíî ââåñòè, ïîäîáíî (5.19), ñïåêòðàëüíóþ ïëîòíîñòü Bnêîýôôèöèåíòà Ýéíøòåéíà B21.
Îíà ñâÿçàíà ñ êîíòóðîì ëèíèè ëþìèíåñöåíöèè ñîîòíîøåíèåìB n = B 21 g (n).(7.8)Ñëåäîâàòåëüíî, êîýôôèöèåíòû ïîãëîùåíèÿ an è óñèëåíèÿ Gn èìåþò êîíòóð, ïîâòîðÿþùèé êîíòóð ëèíèè ëþìèíåñöåíöèè:hn(7.9)(n2 - n1 )B 21 g (n).cÍà ðèñ. 7.4 ñõåìàòè÷íî èçîáðàæåíû ÷àñòîòíûå çàâèñèìîñòè Gn è an.Èíâåðñèÿ çàñåëåííîñòè ñîçäàåòñÿ íàêà÷êîé. ×àùå âñåãî íàêà÷êà áûâàåò îïòè÷åñêîé èëè ýëåêòðè÷åñêîé.
Ïðè îïòè÷åñêîé íàêà÷êå èçëó÷åíèå ìîùíîãî ñâåòîâîãî èñòî÷íèêà ïîãëîùàåòñÿ àêòèâíîé ñðåäîé. Ýòîò ñïîñîá õîðîø äëÿ òâåðäûõ è æèäêèõ ñðåä. Ñâåòîì âîçáóæäàþòñÿ íå îòäåëüíûå óðîâíè, à ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëîñû èëè ýíåðãåòè÷åñêèå çîíû, ïîýòîìó áîëüøàÿ äîëÿ ñâåòà èäåò íàâîçáóæäåíèå àêòèâíîé ñðåäû. Ýëåêòðè÷åñêàÿ íàêà÷êà îñóùåñòâëÿåòñÿ â ãàçàõïóòåì ñîçäàíèÿ â íèõ ýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðÿäà. Îïòè÷åñêàÿ íàêà÷êà çäåñüíå ýôôåêòèâíà èç-çà óçîñòè ýíåðãåòè÷åñêèõóðîâíåé.Èíîãäà íàêà÷êó îñóùåñòâëÿþò ñ ïîìîùüþ ïó÷êîâ ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíîâ, õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé èëè ïðè èñïîëüçîâàíèèñâåðõçâóêîâîãî ðàñøèðåíèÿ ãàçà (ãàçîäèíàìè÷åñêàÿ íàêà÷êà).Ãåíåðàöèÿ ñâåòà. Åñëè àêòèâíóþ ñðåäó ïîìåñòèòü ìåæäó äâóìÿ çåðêàëàìè (ðèñ.
7.5),òî ïîëó÷èòñÿ àâòîêîëåáàòåëüíàÿ ñèñòåìà,â êîòîðîé îáðàòíóþ ñâÿçü áóäåò âûïîëíÿòüîïòè÷åñêèé ðåçîíàòîð, ñîñòîÿùèé èç ýòèõçåðêàë. Òàêàÿ ñèñòåìà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îïÐèñ. 7.4òè÷åñêèé êâàíòîâûé ãåíåðàòîð (ëàçåð).-a n = G n =70 ëàçåðå ãåíåðàöèÿ ñâåòà âîçíèêàåò â ðåçóëüòàòå óñèëåíèÿ èçëó÷åíèÿ ëþìèíåñöåíöèè, êîòîðîå âíà÷àëå ÿâëÿåòñÿ ñïîíòàííûì èçëó÷åíèåì. Ñâåò óñèëèâàåòñÿ,ïðîõîäÿ ìíîãîêðàòíî ÷åðåç àêòèâíóþ ñðåäóïðè îòðàæåíèè îò çåðêàë.  íåêîòîðûõ ëàçåðàõÐèñ.
7.5ãåíåðàöèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïóòåì óñèëåíèÿñâåòà çà îäèí ïðîõîä àêòèâíîé ñðåäû.Îáû÷íî ëàçåðíûé ðåçîíàòîð èìååò äëèíó, íà íåñêîëüêî ïîðÿäêîâ ïðåâûøàþùóþ äëèíó âîëíû l. Åñëè ðåçîíàòîð ñîñòîèò èç äâóõ ïëîñêèõ ïàðàëëåëüíûõçåðêàë, íàõîäÿùèõñÿ íà ðàññòîÿíèè L, òî â íåì ìîãóò ñóùåñòâîâàòü ñòîÿ÷èåâîëíû (ìîäû), ÷àñòîòû êîòîðûõ ðàâíûnq = qc,2L(7.10)ãäå q = 1, 2, 3, ¾Òå èç ìîä, êîòîðûå ïîïàäóò â ïîëîñó óñèëåíèÿ (îêàæóòñÿ âíóòðè êîíòóðàg(n) ëèíèè), áóäóò óñèëèâàòüñÿ. Íà ðèñ. 7.4 ýòè ìîäû èçîáðàæåíû âåðòèêàëüíûìè ëèíèÿìè. Èõ ÷èñëî áóäåò çàâèñåòü îò ñîîòíîøåíèÿ øèðèíû Dnóñ ïîëîñûêîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ Gn è ìåæìîäîâîé ÷àñòîòû ðåçîíàòîðà:dn = n q +1 - n q =c.2L(7.11)Îáû÷íî ìåæìîäîâàÿ ÷àñòîòà dn ìåíüøå Dnóñ.
Ïîýòîìó îäíîâðåìåííî ìîãóòãåíåðèðîâàòüñÿ ìîäû, ÷èñëî êîòîðûõN ìîä =Dn óñ.dn(7.12)Òàêîé ðåæèì ãåíåðàöèè íàçûâàåòñÿ ìíîãî÷àñòîòíûì. Øèðèíà ïîëîñû óñèëåíèÿ Dnóñ (ñì. ðèñ. 7.4) ìåíüøå øèðèíû ëèíèè ëþìèíåñöåíöèè. Ïðè÷èíà ýòîãî êðîåòñÿ â ïîòåðÿõ ýíåðãèè ñâåòîâîé âîëíû ïðè îòðàæåíèè îò çåðêàë,â äèôðàêöèè ñâåòîâîé âîëíû, ÷àñòè÷íî ïîêèäàþùåé ðåçîíàòîð ÷åðåç åãî îòêðûòóþ áîêîâóþ ïîâåðõíîñòü, â ðàññåÿíèè ñâåòà àêòèâíîé ñðåäîé è ò. ä. Ïîýòîìó ñóùåñòâóåò ïîðîãîâîå çíà÷åíèå Gnï, îòìå÷åííîå íà ðèñ. 7.4 ãîðèçîíòàëüíîéøòðèõîâîé ëèíèåé. Óñèëåíèå âîçìîæíî ëèøü ïðè Gn > Gnï.Âåëè÷èíà Gnï îïðåäåëÿåòñÿ èç óñëîâèÿ áàëàíñà àìïëèòóä. Áóäåì ñ÷èòàòü äëÿïðîñòîòû, ÷òî ïîòåðè ñâÿçàíû òîëüêî ñ îòðàæåíèåì îò çåðêàë, êîýôôèöèåíòûîòðàæåíèÿ êîòîðûõ (ïî èíòåíñèâíîñòè) ðàâíû R1 è R2.Ðàññìîòðèì èçìåíåíèå èíòåíñèâíîñòè âîëíû çà îäèí ïðîõîä ðåçîíàòîðà (òóäàè îáðàòíî). Áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî àêòèâíàÿ ñðåäà òàêæå èìååò äëèíó L (ðèñ.
7.6).Ïóñòü èíòåíñèâíîñòü âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ âïðàâî, ó ëåâîãî òîðöà àêòèâíîé ñðåäû ðàâíà I1. Åå çíà÷åíèå îòìå÷åíîòî÷êîé 1. Ïðè ïàäåíèè íà ïðàâîå çåðêàëîèíòåíñèâíîñòü âîçðîñëà è ñòàëà ðàâíîéI 2 = I 1 exp(GL) òî÷êà 2. Ïðè îòðàæåíèèîò çåðêàëà ñ êîýôôèöèåíòîì îòðàæåíèÿÐèñ. 7.6R2 < 1 èíòåíñèâíîñòü óïàëà äî âåëè÷èíû71I 3 = R 2I 1 exp(GL) òî÷êà 3. Ïåðåä ïàäåíèåì íà ëåâîå çåðêàëî îíà îïÿòü âîçðîñëà äî âåëè÷èíû I 4 = R2 I 1 exp(2GL) òî÷êà 4, à ïîñëå îòðàæåíèÿ îò íåãîñòàëà ðàâíîé I 5 = R1R 2 I 1 exp(2GL) òî÷êà 5.Íåîáõîäèìûì óñëîâèåì ãåíåðàöèè ÿâëÿåòñÿ âûïîëíåíèå íåðàâåíñòâà I5 ³ I1.Ñëåäîâàòåëüíî, ìèíèìàëüíîå (ïîðîãîâîå) çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿäîëæíî óäîâëåòâîðÿòü óñëîâèþ, íàçûâàåìîìó áàëàíñîì àìïëèòóä:R1R 2 exp(2G ï L ) = 1.(7.13)Åñëè êîýôôèöèåíòû îòðàæåíèÿ áëèçêè ê åäèíèöå, òî 2GïL = 1.
Òîãäà (7.13)ìîæíî çàïèñàòü â ïðèáëèæåííîì âèäåR1R 2 = exp(-2G ï L ) » 1 - 2G ï L.(7.14)Åñëè, íàïðèìåð, îäíî çåðêàëî ïîëíîñòüþ îòðàæàåò ñâåò (R1 = 1), à âòîðîåçåðêàëî èìååò êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ R2 = 0,95, òî2G ï L » 1 - R1R2 = 0,05.Òàêèì îáðàçîì, çà îäèí ïðîõîä ðåçîíàòîðà óñèëåíèå ñîñòàâëÿåò îêîëî 5 %.Ïîðîã ñïåêòðàëüíîé ïëîòíîñòè êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ ïðèáëèæåííî ìîæíîîöåíèòü èç î÷åâèäíîãî ðàâåíñòâà Gnï » Gï/Dn, ãäå Dn øèðèíà ñïåêòðàëüíîéëèíèè.Ç à ì å ÷ à í è å. Åñëè äëèíà ðåçîíàòîðà L ³ l (êàê, íàïðèìåð, â ïîëóïðîâîäíèêîâîì ëàçåðå), òî ìîæåò ãåíåðèðîâàòüñÿ ëèøü îäíà ìîäà.Íàñûùåíèå óñèëåíèÿ. Åñëè ñîçäàòü òàêóþ èíâåðñèþ çàñåëåííîñòè, ÷òî G > Gï,òî èíòåíñèâíîñòü â ðåçîíàòîðå áóäåò âîçðàñòàòü ïðè êàæäîì åãî ïðîõîäå. Ñðîñòîì èíòåíñèâíîñòè èíâåðñíàÿ çàñåëåííîñòü, à ñ íåé è êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ, áóäåò óìåíüøàòüñÿ, ïîêà íå äîñòèãíåò âåëè÷èíû Gï, ïðè êîòîðîé óñèëåíèå êîìïåíñèðóåò ïîòåðè.
Ýòî ÿâëåíèå íîñèò íàçâàíèå íàñûùåíèÿ óñèëåíèÿ.Äàëüíåéøèé ðîñò èíòåíñèâíîñòè ïðåêðàòèòñÿ, è ñèñòåìà âûéäåò íà ñòàöèîíàðíûé ðåæèì ãåíåðàöèè.Ðàññìîòðèì ýòîò âîïðîñ ïîäðîáíåå. Áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî íàêà÷êà ïîñòîÿííîîñóùåñòâëÿåò âîçáóæäåíèå îáîèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ óðîâíåé, óâåëè÷èâàÿ çàñåëåííîñòü êàæäîãî èç óðîâíåé â åäèíèöó âðåìåíè ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ a1 è a2ñîîòâåòñòâåííî.Ïðè îäíîâðåìåííîì äåéñòâèè íàêà÷êè è òðåõ êâàíòîâûõ ïðîöåññîâ (ñïîíòàííîãî èçëó÷åíèÿ, âûíóæäåííîãî èçëó÷åíèÿ è âûíóæäåííîãî ïîãëîùåíèÿ)ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ çàñåëåííîñòè êàæäîãî èç óðîâíåé îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèÿìè:dn2In= B 21 (n1 - n2 ) - 2 + a 2 ;dtct2(7.15 à)dn1In= B 21 (n2 - n1 ) - 1 + a1 .dtct1(7.15 á)Çäåñü t1 è t2 âðåìåíà æèçíè óðîâíåé. Íàçîâåì ðàçíîñòü çàñåëåííîñòåé Dn = n2 n1 èíâåðñíîé çàñåëåííîñòüþ.dndn ñòàöèîíàðíîì ðåæèìå 1 = 2 = 0.
Âû÷èòàÿ èç âòîðîãî óðàâíåíèÿ ïåðdtdtâîå, ïîëó÷àåì ñòàöèîíàðíîå óðàâíåíèå äëÿ èíâåðñíîé çàñåëåííîñòè72DnB 21I(t1 + t 2 ) + Dn = a 2 t 2 - a1t1 .c(7.16)Âåëè÷èíà, ñòîÿùàÿ â ïðàâîé ÷àñòè, î÷åâèäíî, ðàâíà èíâåðñíîé çàñåëåííîñòè Dn0 = a2t2 - a1t1, êîòîðóþ ïîñòîÿííî ïîääåðæèâàåò íàêà÷êà, êîìïåíñèðóÿðåëàêñàöèîííûå ïðîöåññû (èçëó÷àòåëüíûå è áåçûçëó÷àòåëüíûå). Åñëè ââåñòèõàðàêòåðíóþ èíòåíñèâíîñòü íàñûùåíèÿI íàñ =cB 21 (t1 + t 2 ),(7.17)òî (7.16) ïåðåïèøåòñÿ â âèäåDn =Dn0.I1+I íàñ(7.18)Ïðè I = Iíàñ èíâåðñèÿ çàñåëåííîñòè óìåíüøàåòñÿ âäâîå.Ñîãëàñíî (7.4) ñ ðîñòîì èíòåíñèâíîñòè áóäåò òàêæå óìåíüøàòüñÿ è êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿG =h n B 21×cDn0G0=,II1+1+I íàñI íàñ(7.19)ãäå G0 íåíàñûùåííûé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ.Íà ðèñ.
7.7 ïîêàçàíû êîíòóðû êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ Gn â ðåæèìå íàñûùåííîãî óñèëåíèÿ.Åñëè êîíòóð ëèíèè îïðåäåëÿåòñÿ äîïëåðîâñêèì ìåõàíèçìîì óøèðåíèÿ, ïðèýòîì dnD ? dnL (ðèñ. 7.7, à), òî êîíòóð G0n, ñîîòâåòñòâóþùèé íåíàñûùåííîìóóñèëåíèþ, ïðèîáðåòàåò èçðåçàííûé âèä (êîíòóð Gn). Øèðèíà «âûðåçîâ» â êîíòóðå îïðåäåëÿåòñÿ øèðèíîé dnð ðåçîíàíñíîé êðèâîé îïòè÷åñêîãî ðåçîíàòîðà.Ýòî ðåæèì íåîäíîðîäíîãî íàñûùåíèÿ óñèëåíèÿ. Ñèòóàöèÿ íà ðèñ. 7.7, á ñîîòâåòñòâóåò óñëîâèþ dnD = dnL. Êîíòóð ëèíèè óñèëåíèÿ ïðè íàñûùåíèè, îñòàâàÿñü ëîðåíöåâûì, «êàñàåòñÿ» øòðèõîâîé ëèíèè, ñîîòâåòñòâóþùåé âåëè÷èíå Gnï.Ýòî ðåæèì îäíîðîäíîãî íàñûùåíèÿ óñèëåíèÿ.Øèðèíó îáëàñòè óñèëåíèÿ Dnóñ ìîæíî èçìåíÿòü ëèáî óñèëèâàÿ èëè îñëàáëÿÿ íàêà÷êó (ìåíÿÿ G0), ëèáî âàðüèðóÿ ïîòåðè â ðåçîíàòîðå (ìåíÿÿ Gï).  ðåæè-Ðèñ.
7.773ìå îäíîðîäíîãî íàñûùåíèÿ ìîæíî ñäåëàòü îáëàñòü óñèëåíèÿ òàêîé, ÷òî áóäåòóñèëèâàòüñÿ ëèøü îäíà ìîäà. Îäíàêî óñèëåíèå áóäåò íåçíà÷èòåëüíûì.×òîáû ýôôåêòèâíî óñèëèòü îäíó ìîäó, ðåçîíàòîð äåëàþò ñåëåêòèâíûì: óâåëè÷èâàþò ïîòåðè äëÿ âñåõ ìîä, êðîìå âûäåëåííîé. Ýòî, â ÷àñòíîñòè, äîñòèãàåòñÿ çàìåíîé îäíîãî çåðêàëà ðåçîíàòîðîì ñ íåáîëüøèì ðàññòîÿíèåì ìåæäóçåðêàëàìè.
Îò òàêîãî äâîéíîãî çåðêàëà áóäóò îòðàæàòüñÿ âîëíû òåõ ÷àñòîò, êîòîðûå ñîâïàäàþò ñ ìîäàìè êîðîòêîãî ðåçîíàòîðà. À òàê êàê ìåæìîäîâàÿ ÷àñòîòà êîðîòêîãî ðåçîíàòîðà áîëüøàÿ, òî ìîæíî ðåàëèçîâàòü óñëîâèÿ, êîãäà îòäâîéíîãî çåðêàëà áóäåò îòðàæàòüñÿ ëèøü îäíà óñèëèâàåìàÿ ìîäà ëàçåðà.Ìîíîõðîìàòè÷íîñòü ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ. Ïðè âûäåëåíèè îäíîé ìîäû èçëó÷åíèå ëàçåðà áóäåò íàèáîëåå áëèçêî ê ìîíîõðîìàòè÷åñêîìó. Îäíàêî øèðèíàãåíåðèðóåìîé ñïåêòðàëüíîé ëèíèè âñå-òàêè áóäåò êîíå÷íà.
Îíà îáóñëîâëåíà,âî-ïåðâûõ, êîíå÷íîé øèðèíîé dnð ðåçîíàíñíîé êðèâîé îïòè÷åñêîãî ðåçîíàòîðà («÷àñòîòíîé øèðèíîé» ìîäû), êîòîðàÿ, êàê è ó ìåõàíè÷åñêîãî îñöèëëÿòîðà, íàðàñòàåò ñ ïîòåðÿìè. Âî-âòîðûõ, îíà ñâÿçàíà ñ íåóñòðàíèìûìè òåïëîâûìè øóìàìè ëàçåðà è ñïîíòàííûì èçëó÷åíèåì â åãî àêòèâíîé ñðåäå.Äëÿ îöåíêè âåëè÷èíû dnð çàïèøåì èçâåñòíîå èç ìåõàíèêè âûðàæåíèå äëÿäîáðîòíîñòè íà ÷àñòîòå îäíîé ìîäû:Q =nW,= 2pdn PDWÒ(7.20)ãäå n ðåçîíàíñíàÿ ÷àñòîòà (÷àñòîòà ìîäû); W ýíåðãèÿ, çàïàñåííàÿ â ðåçîíàòîðå (ìîäå); DWT ïîòåðè ýíåðãèè çà ïåðèîä êîëåáàíèé.Åñëè ïëîùàäü êàæäîãî çåðêàëà ðàâíà S, ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè L, òî W == uLS (u îáúåìíàÿ ïëîòíîñòü ýíåðãèè ìîäû).Ýíåðãèÿ, òåðÿåìàÿ çà ïåðèîä, ðàâíà DWT = bucS/n (P = ucS ìîùíîñòüâîëíû, ïàäàþùåé íà çåðêàëî; b êîýôôèöèåíò, îïèñûâàþùèé ïîòåðè ìîùíîñòè).Òîãäà äîáðîòíîñòü ðåçîíàòîðà áóäåò ðàâíàQ = 2pnSLuL.= 2pbSucbl(7.21)Ïîòåðè ðåçîíàòîðà â He-Ne-ëàçåðå b = 0,02.
Åñëè L = 1 ì, à l = 6 328 D,òî Q = 5 × 108. Òîãäà dnð = n/Q = 106 Ãö = 1 ÌÃö. Ýòà âåëè÷èíà íà äâà ïîðÿäêàìåíüøå ìåæìîäîâîé ÷àñòîòû dn = c/2L = 1,5 × 108 Ãö = 150 ÌÃö.Àíàëèç ðàáîòû ëàçåðà ïîêàçàë, ÷òî âáëèçè ïîðîãà ãåíåðàöèè øèðèíà ëèíèèèçëó÷åíèÿ îäíî÷àñòîòíîãî ëàçåðà, èëè åñòåñòâåííàÿ øèðèíà ëèíèè ëàçåðíîãîèçëó÷åíèÿ, îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîédn e =p(dn ð )2 hn é1ùnô +êú,gnP1- 2 1 úêg 1n2 ûúêë(7.22)1 ñðåäíåå ÷èñëî òåïëîâûõ ôîòîíîâ â ìîäå ÷àñòîòû n;æ hn ö-1exp çè kT ÷øn1 è n2 çàñåëåííîñòè ðàáî÷èõ óðîâíåé; g1 è g2 ñîîòâåòñòâóþùèå êðàòíîñòèèõ âûðîæäåíèÿ; P ìîùíîñòü, âêëþ÷àþùàÿ ìîùíîñòü ãåíåðèðóåìîé âîëíûè ïîòåðè ìîùíîñòè â ëàçåðå.ãäå nô =74Ôîðìóëà (7.22) âïåðâûå áûëà ïîëó÷åíà àìåðèêàíñêèìè ó÷åíûìè À.