將普通的脈沖固體激光器輸出的脈沖，用示波器進(jìn)行觀察、記錄，發(fā)現(xiàn)其波形并非一個(gè)平滑的光脈沖，而死由許多振幅、脈寬和間隔作隨機(jī)變化的尖峰脈沖組成的，每個(gè)尖峰的寬度約為0.1-1us，間隔為數(shù)微妙，脈沖序列的長度大致與閃光燈泵浦持續(xù)時(shí)間相等。這種現(xiàn)象稱為激光器弛豫振蕩。
產(chǎn)生弛豫振蕩的主要原因是：當(dāng)激光器的工作物質(zhì)被泵浦，上能級的粒子反轉(zhuǎn)數(shù)超過閾值條件時(shí)，即產(chǎn)生激光振蕩，使腔內(nèi)光子數(shù)密度增加，而發(fā)射激光。隨著機(jī)構(gòu)的發(fā)射，上能級粒子數(shù)大量被消耗，導(dǎo)致粒子反轉(zhuǎn)數(shù)降低，當(dāng)?shù)陀陂撝邓綍r(shí)，激光振蕩就停止，這時(shí)，由于光泵的繼續(xù)抽運(yùn)，上級粒子反轉(zhuǎn)數(shù)重新積累，當(dāng)超過閾值時(shí)，又產(chǎn)生第二個(gè)脈沖，如此不斷重復(fù)上述過程，直到泵浦停止才結(jié)束。可見每個(gè)尖峰脈沖都是在閾值附近產(chǎn)生的，一次脈沖的峰值功率的提高，而只會使小尖峰的個(gè)數(shù)增加。
弛豫振蕩產(chǎn)生的物理過程，顯示出了在弛振蕩過程中粒子反轉(zhuǎn)數(shù)和腔內(nèi)光子數(shù)的變化，每個(gè)尖峰可以分為4個(gè)階段：
在第一階段：激光振蕩剛開始時(shí)，由于光泵作用，△n=△nt，q=0；由于光泵作用，△n繼續(xù)增加，與此同時(shí)，腔內(nèi)光子數(shù)密度也開始增加。由于q的增長而使△n減少的速率小于泵浦使△n增加的塑料，因此△n一直增加到最大值。
第二階段：△n值達(dá)到最高后開始下降，但仍然大于△nt，因此q繼續(xù)增長，而且增長非常迅速，達(dá)到最大值。
第三階段：△n＜△nt，增益小于損耗，光子數(shù)密度q減少，并急劇下降。
第四階段：光子數(shù)減少到一定程度，泵浦又起主要作用，于是△n又開始回升，到t5時(shí)刻△n又達(dá)到閾值△nt，于是又開始產(chǎn)生第二個(gè)尖峰脈沖。產(chǎn)生一系列尖峰脈沖。