กำลังปั๊มเกณฑ์

กำลังปั๊มขั้นต่ำของเลเซอร์หมายถึงกำลังปั๊มเมื่อเกณฑ์เลเซอร์เป็นที่น่าพอใจ ในขณะนี้ การสูญเสียในเรโซเนเตอร์เลเซอร์จะเท่ากับการได้รับสัญญาณขนาดเล็ก กำลังเกณฑ์ที่คล้ายกันมีอยู่ในแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ เช่น เลเซอร์รามานและออปติคอลพาราเมตริกออสซิลเลเตอร์

รูปที่ 1. เอาต์พุตและกำลังอินพุตในเลเซอร์ที่สูบด้วยแสง กำลังไฟฟ้าขั้นต่ำของปั๊มคือ 5W และประสิทธิภาพความลาดเอียงคือ 50% ควรสังเกตว่าเส้นโค้งที่ต่ำกว่ากำลังเกณฑ์ของปั๊มจะพองขึ้นเล็กน้อยเช่นกัน เนื่องจากผลกระทบของการปล่อยมลพิษที่เกิดขึ้นเองที่ขยายใหญ่ขึ้น

สำหรับเลเซอร์ที่สูบแบบออปติคัล กำลังปั๊มเกณฑ์สามารถกำหนดเป็นกำลังปั๊มป้อนเข้าหรือกำลังปั๊มดูดกลืน สำหรับการใช้งาน กำลังของปั๊มป้อนเข้ามีความสำคัญมากกว่า แต่สำหรับการตัดสินประสิทธิภาพอัตราขยายของตัวกลางอัตราขยาย กำลังปั๊มที่ดูดซับจะมีประโยชน์มากกว่า
สามารถรับกำลังเกณฑ์ปั๊มต่ำได้เมื่อการสูญเสียโพรงของตัวสะท้อนต่ำและประสิทธิภาพการรับสูง ประสิทธิภาพอัตราขยายสูงมักจะได้รับจากสื่ออัตราขยายพื้นที่ฟิลด์โหมดขนาดเล็กที่มีผลิตภัณฑ์ Ï-Ï สูง (ส่วนตัดขวางการปล่อยและผลิตภัณฑ์อายุการใช้งานระดับบน) ผลิตภัณฑ์ Ï-Ï ถูกจำกัดโดยแบนด์วิธการส่ง ดังนั้น สื่ออัตราขยายแบบบรอดแบนด์จึงมีแนวโน้มที่จะมีเกณฑ์การส่งสัญญาณที่สูงกว่า
สำหรับสื่ออัตราขยายเลเซอร์สี่เท่าอย่างง่าย เราสามารถคำนวณกำลังเกณฑ์ปั๊มด้วยสูตร:

โดยที่ Irt คือการสูญเสียในเรโซเนเตอร์ hvp คือพลังงานโฟตอนของแหล่งปั๊ม A คือพื้นที่ลำแสงในคริสตัลเลเซอร์ ηp คือประสิทธิภาพของปั๊ม Ï2 คืออายุการใช้งานระดับบน และ Ïem คือขนาดของภาคตัดขวางที่ปล่อยออกมา
สำหรับกำลังปั๊มที่กำหนด การปรับกำลังเอาท์พุตของเลเซอร์ให้เหมาะสมมักเกี่ยวข้องกับการประนีประนอมระหว่างประสิทธิภาพความลาดชันสูงกับกำลังขั้นต่ำของเลเซอร์ ในกรณีส่วนใหญ่ กำลังของปั๊มในสถานะการทำงานจะมากกว่ากำลังของเกณฑ์ของปั๊มหลายเท่า การเลือกระดับกำลังปั๊มที่เหมาะสมที่สุดเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ของการออกแบบเลเซอร์
พลังงานเอาท์พุตเทียบกับกราฟพลังงานปั๊มเลเซอร์นั้นไม่ง่ายอย่างที่แสดงในรูปที่ 1 เสมอไป ตัวอย่างเช่น ในเลเซอร์ที่มีการสูญเสียเรโซเนเตอร์สูง กำลังปั๊มเกณฑ์จะถูกกำหนดโดยการประมาณค่าความเป็นเส้นตรงโดยประมาณของเส้นโค้งที่กำลังสูงให้เป็นศูนย์ภายใต้ เส้นโค้ง
มีเลเซอร์พิเศษ เช่น เลเซอร์อะตอมเดี่ยว ซึ่งไม่มีเกณฑ์การเลเซอร์ จึงเรียกว่าเลเซอร์ไร้ขีดจำกัด