申論題

三、一般雷射系統有三要素：共振腔（cavity）、雷射增益介質（laser gain medium）、 激發方式（pumping process）。如下圖所示之雷射系統示意圖包含一長度為共振 腔長L之雷射增益介質，其折射率為n，增益g。雷射光通過此增益介質將被放大 I(z) = I0 exp(gz)。共振腔將用於約束雷射光子如I(t) = I₀ exp(-t/τ_c)所述，以產生回饋。 τ_c為共振腔內之光子生命期。假設共振腔反射鏡R₁ = 1，輸出鏡R₂ = 1-T = 0.9，增益介 質折射率為n = 1.5，以此模型試估計腔長L = 100 µm之半導體雷射之共振起始值增益 gth。（20 分）