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无粒子数反转激光(Lasing Without Inversion简称LWI)的研究是当前国际上激光物理重要而活跃的研究前沿领域之一,无粒子数反转激光的研究不仅具有重要的理论价值,而且具有广阔的应用前景。作为一种产生激光的新型机制,应用无反转激光可以在应用传统激光理论和方法很难甚至不可能产生激光的高频光谱区(X-射线甚至γ-射线区)产生激光,因此近年来引起人们的很大兴趣。 本文在前人工作的基础上主要讨论了开放的V型三能级系统中驱动场的相位涨落、驱动场与激光场的横向效应以及Doppler展宽对产生无反转激光的影响,并讨论了系统其他各种参数的作用。本论文共分四章: 第一章为综述,阐述了无粒子数反转激光的研究意义及其产生的基本原理,并简单介绍了当前这一重要课题的研究现状和研究内容。 第二章讨论了驱动场的相位涨落对开放的V型三能级无反转激光系统的影响,根据解析解的数值计算结果讨论了非相干泵浦速率、粒子注入速率之比、粒子退出速率、探测场和驱动场的Rabi频率和相应失谐对系统增益、色散和粒子数差的影响,得到了一些不同于封闭的V型系统及其他开放的无反转激光系统的重要结论。 第三章在研究光场的横向效应对封闭的V型系统影响的基础上,重点讨论了开放的V型系统中的横向效应的影响,还通过数值计算结果分别讨论了系统增益系数、腔的损耗系数、粒子注入速率比及粒子退出速率等参数的影响。 第四章主要讨论了Doppler展宽对开放的V型三能级无反转激光系统的影响。发现:(1)在考虑Doppler展宽的情况下,通过选取合适的实验室条件(比如合适的原子环境温度等)可得到合适Doppler展宽值,从而使系统获得最佳增益;(2)要想实现系统的频率上转换,同时又要获得足够强的无反转激光增益,则系统频率转换比不能选取的太大;(3)对于开放系统,比较小的粒子注入速率比与退出速率对产生无反转激光是有利 硕士学位论文 摘要的:(4)由于DOpp1OY展宽的存在,当探测场与驱动场的传播方向相反时,增益在探测场失谐的某一段区域产生振荡,且振荡的振幅、频率失谐范围的大小与 Dopp er展宽的取值有关。