激光产生条件
作者:admin 来源: 日期:2016/7/16 17:32:17
在实现了粒子数反转的工作物质内(如采用光激励或电激励),可以使受激辐射占主导地位,但首先引发受激辐射的光子却是由自发辐射产生的,而自发辐射是随机的,因此,受激辐射实现的光放大,从整体上看也是随机的、无序的,这就需要增加一系列装置。
①光学谐振腔。在工作物质两端安置两面相互平行的反射镜,在两镜之间就构成了一个光学谐振腔,其中一面是全反射镜,另一面是部分反射镜。
在向各个方向发射的光子中,除沿轴向传播的光子之外,其他光子都很快地离开光学谐振腔,只有沿轴向的光不断得到放大,在腔内往返形成振荡。因而在激光管中,步调整齐的光被连续不断地放大,形成振幅更大的光。这样,光在管子两端相互平行的反射镜之间来回进行反射,然后经过充分放大的光通过部分反射镜,向外射出相位一致的单色光。
②光振荡的阔值条件。从能量观点分析,虽然光振荡使光强增加,但同时光在两个端面上及介质中的吸收、偏折和投射等,又会使光强减弱。只有当增益大于损耗时,才能翰出激光,这就要求工作物质和谐振腔必须满足“增益大于损耗”的条件,称为翩值条件。
③频率条件。光学谐振腔的作用不仅增加光传播的有效长度L,还能在两镜之间形成光驻波。实际上,只有满足驻波条件的光才能被受激辐射放大。
为使频率V满足式((2.5)和式(2.6),需要对谐振腔的腔长进行调整。概括起来形成激光的基本条件如下。
a.工作物质在激励源的激励下能够实现粒子数反转。
b.光学谐振腔能使受激辐射不断放大,即满足增益大于损耗的阔值条件。
c.满足式(2.5)、式(2.6)的频率条件。
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