⑩相比式12多了一個1/2因子，由此可見時輸出功率下降。圖8為單模輸出功率P和單模頻率的關(guān)系曲線。在處，曲線有一凹陷，成為蘭姆凹陷。可利用圖8定性解釋蘭姆凹陷的成因。圖8當(dāng)時，，輸出功率p=0.當(dāng)時，激光振蕩器將在增益曲線上的及=2—處造成兩個凹陷，也就是說，速度及速度的兩部分粒子對頻率的激光有貢獻。激光功率正比于這兩個凹陷面積之和。當(dāng)頻率接近，且時兩個燒孔部分重疊，燒孔面積的和小于時兩個燒孔面積的和，因此。當(dāng)時，兩個燒孔完全重合，此時只有=0附近的原子對激光有貢獻。雖然它對應(yīng)著最大的小信號增益，但由于對激光做貢獻的反轉(zhuǎn)集居數(shù)減少了，即燒孔面積減少了，所遇輸出功率下降到某一極小值，關(guān)系曲線于出出現(xiàn)蘭姆凹陷。由于兩個燒孔在時開始重疊，所以蘭姆凹陷的寬度大致等于燒孔的寬度，即激光管的氣壓增高時，碰撞線寬增加，蘭姆凹陷變寬、便簽。當(dāng)妻壓高到一定程度，譜線加寬以均勻加寬為主時，拉姆凹陷消失。圖10為不同氣壓下輸出功率P隨的變化曲線，圖中。運用半經(jīng)典理論，可以得出蘭姆凹陷的定量關(guān)系。凹陷的深度和激發(fā)參量成正比，當(dāng)小時蘭姆凹陷變淺，當(dāng)很小時，蘭姆凹陷消失。三、He--Ne激光器He--Ne激光器是最早研制成功的氣體激光器。在可見及紅外波段可產(chǎn)生多條激光譜線，其中最強的是632.8nm、1.15μm和3.39μm三條譜線。放電管長數(shù)十厘米的He--Ne激光器輸出功率為毫瓦量級，放電管長（1~2）m的激光器輸出功率科大數(shù)十瓦。由于它能輸出幼稚的可連續(xù)運轉(zhuǎn)可見光，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、價格低廉等有點，在準直、定位、全系照相、測量、精密計量、光盤刻錄等方方面得到了廣泛的應(yīng)用。1、激勵機制圖11是內(nèi)腔式He--Ne激光器示意圖。陰極和陽極通過充有氦氖混合氣的毛細管使Ne原子的某一或幾對能級形成集居數(shù)反轉(zhuǎn)。雖然混合氣體中的He的含量數(shù)倍于Ne，但激光月前只發(fā)生與Ne原子的能級之間，輔助氣體He的作用是提高泵浦效率。圖11圖12是Ne原子和He原子能級示意圖。632.8nm、1.15μm以及3.39μm激光譜線分別對應(yīng)Ne的、、的躍遷。下面以632.8nm激光威力說明其激勵機制。圖12在一定的放電條件下，陰極發(fā)射的電子向陽極運動并被電場加速，加快電子與基態(tài)He原子發(fā)生碰撞時將He原子激發(fā)到激發(fā)態(tài)而自身減速。是亞穩(wěn)態(tài)，因而科技局大量的He原子。當(dāng)激發(fā)態(tài)He原子和基態(tài)Ne原子發(fā)生非彈性碰撞時將Ne原子激發(fā)到能級。這一過程乘坐共振能量轉(zhuǎn)移，可表示為共振能量轉(zhuǎn)移碰撞界面隨時對應(yīng)激發(fā)態(tài)能量的減少二級局增加。由于He原子的和Ne原子的能級非常接近，因而具有很大的共振能量轉(zhuǎn)移截面。而激光躍遷的下能級上的Ne原子僅僅來源于電子碰撞激發(fā)和高能級的串級激發(fā)，其壽命又比上能級的壽命低一個能級，所以在Ne原子的和能級間很容易建立起句句數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)并實現(xiàn)連續(xù)激光運轉(zhuǎn)。2.譜線競爭He--Ne激光器的三條最強的激光譜線（632.8nm、1.15μm、3.39μm）中哪一條譜線起振完全取決于諧振腔介質(zhì)模反射鏡的波長選擇。有圖12可知，632.8nm和3.39μm兩條激光譜線具有相同的上能級，因此這兩條譜線之間存在著強烈的競爭。由于增益系數(shù)與波長的三次方成正比，顯然3.39μm譜線的增益系數(shù)遠大于632.8nm譜線。在較長的632.8nmHe--Ne激光器中，雖然介質(zhì)模發(fā)射井對632.8nm波長的光具有較高的反射率，仍然會產(chǎn)生較強的3.39μm波長的放大的自發(fā)輻射或激光，浙江使上能級集居數(shù)減少，從而導(dǎo)致632.8nm激光功率的下降。為了獲得較強的632.8nm激光輸出，可采用一下方法抑制3.39μm輻射產(chǎn)生：借助腔內(nèi)棱鏡色散使3.39μm激光不能起振（如圖13）；腔內(nèi)插入對3.39μm波長吸收的原件（如甲烷吸收盒）；借助周詳非均勻磁場是3.39μm譜線加寬，從而使其增益下降。3.放電參數(shù)對輸出功率的影響在He--Ne激光器中，不僅工作物質(zhì)尺寸，諧振腔耗損和輸出耦合會影響輸出功率，方大電流及氣體壓強等放電參數(shù)也會影響工作物質(zhì)的增益系數(shù)，從而影響輸出功率。He--Ne激光器的輸出功率并不隨著氣體的放電電流的增加而單調(diào)的上升，其間存在某個使輸出功率最大的最佳放電電流。這是因為在放電管中，不僅存在激發(fā)過程，同時還不可避免的存在這消激發(fā)過程。Ne的激光躍遷上能級集居數(shù)密度正比于He的亞穩(wěn)態(tài)(或)集居數(shù)密度。描述變化的速率方程可近似表示為式中，J為放電電流密度；等號郵編第一項對應(yīng)于電子碰撞激發(fā)過程；第二相對應(yīng)于與管壁碰撞及共振能量轉(zhuǎn)移引起的消激發(fā)過程；第三項對應(yīng)于電子與亞穩(wěn)態(tài)原子碰撞使其回歸基態(tài)的消激發(fā)過程；、、為以上三種過程相應(yīng)的常數(shù)，為基態(tài)He原子密度。在穩(wěn)定情況下，由上式可得 當(dāng)放電電流較小時，正比于J。隨著放電電流的增加，及與其成正比的區(qū)域飽和。另一方面，從實驗發(fā)現(xiàn)激光躍遷下能級的粒子密度正比與J。這是因為下能級粒子的激發(fā)（電子碰撞前引起的直接激發(fā)和級聯(lián)激發(fā)）速率和放電電流密度成正比，而消激勵卻主要通過的自發(fā)輻射，其速率與放電電流無關(guān)。上下能級的集居數(shù)隨著放電電流密度的變化如圖14所示。有圖可見，當(dāng)電流較小時，反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度隨電流的增加而增加，在反轉(zhuǎn)集居數(shù)打到最大值后，缺水電流的增加而減少。圖13圖14He--Ne激光器的輸出功率與重啟壓強p有關(guān)。若放電毛細管的直徑為d。則存在一個使輸出功率最大的pd值。He--Ne激光器的最佳pd值約為（4.8~5.3）×pa·mm。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是：一方面壓強的下降時電子與原子的碰撞減少，從而導(dǎo)致電子溫度（平均動能）上升，激發(fā)速率升高，毛細管管徑的減少則是電子和粒子的關(guān)閉符合家具，為了維持放電電流不變必須增加電場，由此造成的電子溫度升高有利于激發(fā)。另一方面。Pd值過低又會因He、Ne原子數(shù)量過少而是輸出功率減少。He、Ne氣的比例也會影響輸出功率。產(chǎn)生激光的Ne原子比例過小無疑會是輸出功率減小。另一方面，由于Ne的電離電位腳底，其比例過大會因電離過多而使電子離子數(shù)目增加，輸出功率隨之下降。在最佳放電條件下，工作物質(zhì)的增益系數(shù)和毛細管直徑d成反比。通過受激輻射躍遷下能級的Ne原子借助自