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激光产生的基本原理及激光器

作者:admin 来源: 日期:2015/11/23 16:20:34

    一、跃迁、辐射

    1、辐射跃迁:粒子从外界吸收能量时从低能级跃迁到高能级;从高能级跃迁到低能级时向外界释放能量。如果吸收或释放的能量是光能,则称此跃迁为辐射跃迁。

    辐射光子的能量:


    公式中:h一谱朗克常数v一光波频率

    2、激发:实现粒子从低能级向高能级的跃迁过程成为激发,方式主要以:

    加热激发、辐射激发、碰撞激发。

    3、自发辐射:处于高能级的粒子自发地向低能级跃迁并释放光子的过程。

    4、受激辐射:处于高能级的粒子受到一个能量by=E2-E 1光子的作用,从E2能级跃迁到El能级并同时辐射出与入射光子完全一样(频率、相位、传播方向、偏振方向)的光子的过程。

    5、受激吸收:处于低能级的粒子受到一个能量by=E2 E:光子的作用,从E,能级跃迁到E2能级的过程。

    6、自发辐射与受激辐射的区别:一个是自由辐射的过程,光波之间没有固定的关系;另一个是入射与辐射的光完全一致。


    二、粒子数反转与泵浦

    1、粒子数反转:热平衡状态下,处于高能级的粒子远远少于处于基态的粒子数,如果在外界作用下打破平衡,使亚稳态能级的粒子数大于处于低能级的粒子数,这种状态称为粒子数反转。

    2、激光工作物质:凡是可通过激励实现粒子数反转的物质都称激光工作物质。

    分类:激光工作物质一般都是三能级或四能级系统.

    3、泵浦:使工作物质在某两个能级之间实现粒子数反转的过程称为泵浦或抽运。

    方式:光泵浦(YAG )、电泵浦(C02 )、化学能泵浦或核能泵浦(染料激光器)





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