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文档简介
1、1.1 自发辐射和受激辐射,1、吸收过程:,2、自发辐射过程:,专题 激光技术,激光又名镭射 (Laser), 它的全名是“辐射的受激发射光放大”。,(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation),3、受激辐射过程:,受激辐射的特点结论:受激辐射产生的光子与原来的光子具有完全相同的状态。,结论:受激辐射而得到的光是相干光。,1.2 激光的产生,1、粒子数反转,产生激光的必要条件:实现粒子数反转。,激励(泵浦):实现粒子数反转的过程。,具有亚稳态的原子结构,才能实现粒子数反转。,红宝石激光器(三能级系统),氦氖激光器(四能级系统
2、),1.3 光学谐振腔,全反射镜,部分反射镜,谐振腔长度:,谐振腔的作用:,(1)维持光振荡,起到光放大作用。,(2)使激光产生极好的方向性。,(3)使激光的单色性好。,氦氖激光: 6328A,红宝石激光: 6943A,1.4 激光的特性,1、方向性好。,2、单色性好。,3、相干性好。,4、能量集中。,思考题:,1.1 自发辐射与受激辐射比较有哪些不同?,粒子自发地从高能级跃迁到低能级,同时发出一个光子,这一过程叫做自发辐射。 若处在高能级的粒子,在一个能量等于两能级之差(E2-E1)的光子作用下,从高能级跃迁到低能级并发射一个光子,这一过程称为受激辐射。与自发辐射不同,辐射一定要在外来光作用
3、下发生并发射一个与外来光子完全相同的光子。受激辐射光是相干光。受激辐射光加上原来的外来光,使光在传播方向上光强得到放大。,1.2 激光工作物质在热平衡情况下能否实现粒子数反转分布?怎样 能实现粒子数反转?,不能。在热平衡条件下,粒子数的分布服从玻耳兹曼分布律,高能级的粒子数总小于低能级的粒子数。 借助于外界的激励能源(为电激励, 光激励, 化学激励等 能源),打破激活介质热平衡时的粒子数分布,使高能级的粒子数大于低能级的粒子数。这种激活介质要具有合适的能级结构。,1.3 激光器有哪几个基本组成部分?,(1) 激活介质(2) 激励能源(3) 光学谐振,激光器一般有三个基本组成部分:,1.4 概括光学谐振腔的作用。,(1)维持光振荡(2)选择激光的方向性(3)提高激光的单色性。,1.5 何谓激光的纵模和横模?,由于激光器输出的每一个谐振频率的光,因其光强是沿纵向(腔轴方向)分布的驻波场。一般激光器是多纵模输出,如果采取措施,可以输出单纵模,大大提高激光色性。 激光在垂直于腔轴的横截面上形成的稳定的光强分布, 称激光的横模。,1.6 激光束有哪些特点?,(1)光能量在空间和时间上高度集中(2)相干性好(3)方向性好
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