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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,1.7 设He-Ne 激光器腔长L分别为0.30m、1.0m,气体折射率n1, 试求纵模频率间隔各为多少?,据:,
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