Threshold pump power

Ang pumping threshold power ng laser ay tumutukoy sa pumping power kapag ang laser threshold ay nasiyahan. Sa oras na ito, ang pagkawala sa laser resonator ay katumbas ng maliit na nakuha ng signal. Ang mga katulad na kapangyarihan ng threshold ay umiiral sa iba pang mga light source, tulad ng mga Raman laser at optical parametric oscillator.

Figure 1. Output versus input power sa isang optically pumped laser. Ang pump threshold power ay 5W at ang slope efficiency ay 50%. Dapat tandaan na ang curve sa ibaba ng pump threshold power ay bahagyang puffed up din dahil sa epekto ng amplified spontaneous emission.

Para sa mga optically pumped laser, ang threshold pump power ay maaaring tukuyin bilang alinman sa input pump power o ang absorbed pump power. Para sa mga application, ang input pump power ay mas nababahala. Ngunit para sa paghusga sa kahusayan ng pakinabang ng daluyan ng pakinabang, ang hinihigop na kapangyarihan ng bomba ay mas kapaki-pakinabang.
Ang mababang pump threshold power ay maaaring makuha kapag ang cavity loss ng resonator ay mababa at ang gain efficiency ay mataas. Karaniwang nakukuha ang mga high gain efficiencies gamit ang small mode field area gain media na may mataas na Ï-Ï na produkto (emission cross section at upper level lifetime na produkto). Ang produkto na Ï-Ï ay limitado ng transmit bandwidth. Samakatuwid, ang broadband gain media ay may posibilidad na magkaroon ng mas mataas na lasing threshold.
Para sa isang simpleng quadruple laser gain medium, maaari naming kalkulahin ang pump threshold power gamit ang isang formula:

kung saan ang Irt ay ang pagkawala sa resonator, ang hvp ay ang photon energy ng pump source, ang A ay ang beam area sa laser crystal, ηp ay ang pump efficiency, Ï2 ay ang upper level lifetime, at Ïem ay ang laki ng emission cross section.
Para sa isang ibinigay na pump power, ang pag-optimize ng laser output power ay karaniwang nagsasangkot ng kompromiso sa pagitan ng mataas na slope efficiency at mababang laser threshold power. Sa karamihan ng mga kaso, ang pump power sa working state ay ilang beses ang pump threshold power. Ang pagpili ng pinakamainam na kapangyarihan ng threshold ng bomba ay isa sa mga parameter ng disenyo ng laser.
Ang output power versus laser pump power curve ay hindi palaging kasing simple ng ipinapakita sa Figure 1. Halimbawa, sa mga laser na may mataas na resonator loss, ang threshold pump power ay tinutukoy sa pamamagitan ng pag-extrapolate ng approximate linearity ng curve sa mataas na power sa zero sa ilalim ang kurba.
May mga espesyal na laser, tulad ng mga single-atom laser, na walang lasing threshold at samakatuwid ay tinatawag na thresholdless lasers.