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文档简介

1、第十八章、激光及其医学应用,（受激辐射光放大）,Laser（莱塞）,镭 射,1、激光 的特点,（1）方向性好,（2）亮度极高,光纤通信（信号数目极大）,激光武器,激光影碟机,（3）单色性好,（4）相干性好,光学研究,全息技术,（5）偏振性好,2、辐射与吸收,（1）自发辐射：原子自发地从高能级E2向低能级E1跃迁，同时辐射一个光子。光子频率满足h= E2- E1,特点：每个原子的跃迁都是自发地、独立地进行，每个辐射光子也是完全任意的，即发射方向、初位相、振动方向也是完全任意的。 h= E2- E1,（普通光源的发光）,（2）受激吸收：原子在频率满足h= E2- E1的光子照射时，吸收光子的能量从

2、低能级E1跃迁到高能级E2,特点：必须在外来光子的刺激下才发生，外来光子必须满足h= E2- E1,（吸收光谱）,（3）受激辐射：处于的高能级E2原子在自发辐射之前，受到频率满足h= E2- E1的光子照射时，在这一光子的激发下跃迁到低能级E1，同时发射一个与激发光子完全一样的光子。,特点：必须在外来光子的刺激下才发生，外来光子必须满足h= E2- E1；且辐射的光子与激发光子完全一样（同频率、同位相、同传播方向、同振动方向）。,一个激发光子可获得两个完全一样的光子，两个可得四个，八个（光放大）,激光的产生过程就是受激辐射的光放大的过程。,3、粒子数反转,（1）玻尔兹曼能量分布率：正常状态粒子

3、数按能级分布，能量越高，粒子数越少，满足下式,（2）一个高能级原子发生受激辐射的几率= 一个低能级原子发生受激吸收的几率,（3）正常状态：受激吸收受激辐射,（因此要使：受激辐射受激吸收，必须使高能级粒子数多于低能级粒子数）,（4）粒子数反转：使某一高能级粒子数多于某一低能级粒子数。,4、亚稳态与工作物质,（1）亚稳态：一些特殊的原子的特殊的激发态，原子在上面停留的时间可达10-3s。,（有亚稳态才能实现粒子数反转）,（2）工作物质：具有亚稳态的物质。,（3）抽运过程：实现粒子数反转的过程。,抽运完成，n2大于n1,抽运光子,受激辐射光子,5、光学谐振腔,（1）光学谐振腔：实现粒子数反转的工作物

4、质在其间震荡放大的空间。,工作物质,（2）抽运完成后，工作物质已实现粒子数反转。,（3）亚稳态上的部分粒子进行自发辐射,（4）与谐振腔轴线不平行的光子逸出腔外，与谐振腔轴线平行的光子在腔内震荡放大（光震荡）,（5）发射激光,6、激光器,（1）激光器的组成,激光器,工作物质,能级结构中有亚稳态，可实现粒子数反转,光学谐振腔,维持光震荡，实现光放大。,激励能源,提供能量，实现粒子数反转；即提供激光能量,（6）光放大必须大于损耗，才能形成稳定的光震荡，产生激光。,（2）He-Ne激光器,（3）红宝石激光器,（4）激光器的分类（按工作物质）,1）固体激光器,2）气体激光器,3）液体激光器,4）半导体激光器,（5）激光器的应用（医药）,1）医学：治疗（视网膜焊接，激光刀，光纤体内 手术等）,熔解、烧灼、碳

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