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文档简介

1、1.光的基本知识,激光的基本原理,2。光速、频率和波长的关系:(1)波长:的振动状态在一段时间内向前传播的距离。1.1.1光波,2光的吸收和发射,微观粒子的量子化能级,微观粒子只能处于一系列的本征态,每个态都有一个独立的能级,而能级是简并的:粒子有多个态具有相同的能量,能级简并:粒子态数具有相同的能量,e,基态,激发态,kT 1.3810-20J 0.026 eV;E2-e11ev;1.2m,E2-e10.1 ev;12m,光场与物质的相互作用,自发跃迁和自发发射,发光前后,微观粒子从一种状态到另一种状态的自发跃迁,微观粒子从一种状态到另一种状态的跃迁,自发发射:微观粒子以发光的形式经历自发跃

2、迁,自发跃迁几率,自发跃迁爱因斯坦系数,自发跃迁寿命,自发发射:原子自发发射的光相互独立,其频率、偏振和相位不一定与非相干光相同。受激跃迁和受激辐射,发光前后,受激辐射发光:产生的光子具有与外来光子相同的特征:频率、相位和振动方向相同,即它们属于相同的模式或光子状态,受激辐射光为相干光。受激辐射和受激吸收概率,受激辐射跃迁概率,n1,n2,受激辐射跃迁的爱因斯坦系数,受激吸收跃迁概率,受激吸收跃迁的爱因斯坦系数,自发辐射,受激辐射的受激吸收,可能达到或可能不达到平衡,黑体热辐射,1自然界中没有绝对黑体。2.空腔辐射器是理想的绝对黑体。3.平衡黑体辐射:在辐射过程中,温度始终保持不变。基于量子假

3、设,利用处理大量光子的量子统计理论,即普朗克黑体辐射的单色辐射能量密度公式,得到真空中温度与频率的关系,其中k为玻尔兹曼常数。4。辐射能密度公式,单色辐射能密度:辐射场附近单位体积和频率区间内的辐射能,黑体热辐射,总辐射能密度:A21,B21和B12称为爱因斯坦系数。爱因斯坦在一年内从理论上得出结论,爱因斯坦的受激辐射理论为20世纪60年代早期获得激光奠定了理论基础。没有实验者,理论家将迷失方向。没有理论家,实验者会犹豫。B21=B12,主要知识点综述,光的电磁描述:本征模,波矢,频率模简并,模简并能量密度,光强度,光的电磁描述和量子描述的关系,光场相干的光子描述:能量密度,相干光强度,量子描述:波粒二象性,光子态,光子简并,主要知识点综述,能级,能级自发射爱因斯坦系数能级自发发射光的生命特征, 受激发射和受激吸收:受激吸收和受激发射概率,爱因

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