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文档简介

1.5.1 介质中光的受激辐射放大,1. 光束在介质中的传播规律,图(1-20) 光穿过厚度为dz介质的情况,如图(1-20) ，频率为 的准单色光射向单位截面厚度为dz的一薄层介质，在 dt时间内由于介质吸收而减少的光子数密度为：,dt时间内由于受激辐射增加的光子数密度为：,dt为光经过dz所需要的时间，存在如下关系： ，并且有：,则光穿过dz介质后净增加的光子数密度为：,1.5.1 介质中光的受激辐射放大,则光穿过dz介质后光能密度的增加值为：,解此微分方程得：,为介质中z处传播着的光能密度，它与光强的关系为：,光波穿过介质时光强随路程z的变化规律,1.5.1 介质中光的受激辐射放大,2.介质中产生受激光放大的条件、增益介质与增益系数。,介质处于热平衡状态时上下能级粒子数的分布关系为：,即,则有：,上式说明在一般情况下，介质中吸收过程占主要地位，光波按指数规律衰减。且衰减的相对速率为A，代表光波在介质中经过单位长度路程光强的相对衰减率的大小，也代表介质对光波吸收能力的大小，将A称为吸收系数。,若令：,1.5.1 介质中光的受激辐射放大,3. 要能形成激光，首先必须使介质中的受激辐射大于受激吸收。,图(1-19) 光在介质中传播的物理图像,增益介质：用外界能源将介质造成 粒子数密度反转分布的状态,令,式中G(增益的相对速率)代表光波在介质中经过单位长度路程光强的相对增长率，也代表介质对光波放大能力的大小，将G称为增益系数。,则有：,1.5.2 光学谐振腔和阈值条件,1. 采取什么措施使受激辐射成为增益介质中的主要发光过程，而不是自发辐射？,2.要使受激辐射几率远大于自发辐射几率即：,4. 光学谐振腔的作
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