吸收截面、吸收系数、掺杂浓度之间的关系？

watermoon · 发表于 2013-5-9 11:58:18

泵浦的吸收关系一般表示为：A=1-exp(-N*σ*L)。N为掺杂浓度，σ为吸收截面，L为材料长度。

我想请问做材料的砖家：σ吸收截面会随掺杂浓度N的改变发生变化吗？从查到的材料参数来看，似乎是要改变的啊。为啥会改变呢？

因为，发现吸收系数并不是随掺杂浓度线性变化的。

是不是因为掺杂浓度影响了粒子的能级寿命，从而影响了吸收效率？

还有，发现很多厂家给出的粒子掺杂浓度，吸收截面和吸收系数（关系应该为：吸收系数=掺杂浓度*吸收截面）对不上呢。真是奇怪啊，而且给出的参数都有差异，混乱，不知道相信谁的。

查遍了互联网，困惑好久哦。。

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弥勒 · 发表于 2013-5-11 09:00:36

两种不同含义的吸收截面。泵浦和吸收关系里的截面，是指泵浦光束在晶体里的横截面（早期的激光器是灯泵的，晶体长度方向上各泵浦截面基本上是一样的面积）。和晶体的长度一起，其实就是代表泵浦光穿过晶体的空间体积。体积再乘以掺杂浓度，然后才是效率的因子（根据你提供的公式，因该是指数）。而厂家提供的吸收截面，是指晶体的吸收频谱。是所有吸收谱线的积分，通过这个截面图，可知道泵浦光的最佳波长以及最大允许范围。
直到现在，我们的光学工程师们还在拿着很早前的灯泵的公式，分析和设计所有激光器。

shuttle001 · 发表于 2013-5-13 08:40:26

弥勒发表于 2013-5-11 09:00
两种不同含义的吸收截面。泵浦和吸收关系里的截面，是指泵浦光束在晶体里的横截面（早期的激光器是灯泵的， ...

如果说厂家提供的吸收截面，是所有吸收谱线的积分，那应该是个具体数值吧，单位是什么呢？还有，如果只是一个数值，又该如何判断泵浦光的最佳波长以及最大允许的范围呢？望多多指教，谢谢。

watermoon · 发表于 2013-5-13 12:41:21

shuttle001 发表于 2013-5-13 08:40
如果说厂家提供的吸收截面，是所有吸收谱线的积分，那应该是个具体数值吧，单位是什么呢？还有，如果只是 ...

问题就在这里，比如厂家给出的Nd:YVO4掺杂1.0atm%对应的吸收系数Absorption coefficient: 31.4cm-1 @810nm，是指给定的某个波长的吸收系数，按照比尔 - 朗伯定律是可以算出对应波长的吸收截面的。如果同样波长的吸收截面是个常数，则可以根据不同的掺杂浓度直接计算吸收系数啊。可是从各种文献看来，掺杂浓度与吸收系数不是线性关系。Why?

wangliia · 发表于 2013-5-14 08:47:05

求解惑

shuttle001 · 发表于 2013-5-14 09:17:49

那我之前理解错了，以为泵浦最大允许范围是指功率，其实是波长，实际是工作物质的吸收谱线。

watermoon · 发表于 2013-5-14 10:56:37

上个文章，有兴趣的参考下了。

拉比熊 · 发表于 2013-5-23 12:31:48

[讨论] 吸收截面、吸收系数、掺杂浓度之间的关系？

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