激光原理简答题

1. 什么是光波模式.答：光波模式:在一个有边界条件限制的空间内，只能存在一系列独立的具有特定波矢的平面单色驻波。这种能够存在于腔内的驻波〔以*一波矢为标志〕称为光波模式。2. 如何理解光的相干性.何谓相干时间、相干长度.答：光的相干性:在不同的空间点上、在不同的时刻的光波场的*些特性的相关性。相干时间:光沿传播方向通过相干长度所需的时间，称为相干时间。相干长度：相干光能产生干预效应的最大光程差，等于光源发出的光波的波列长度。3. 何谓光子简并度，有几种一样的含义.激光源的光子简并度与它的相干性什么联系.答：光子简并度：处于同一光子态的光子数称为光子简并度。光子简并度有以下几种一样含义：同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数。联系:激光源的光子简并度决定着激光的相干性，光子简并度越高，激光源的相干性越好。4. 什么是黑体辐射.写出公式，并说明它的物理意义。答：黑体辐射:当黑体处于*一温度的热平衡情况下，它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量，即黑体与辐射场之间应处于能量〔热〕平衡状态，这种平衡必定导致空腔内存在完全确定的辐射场，这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。物理意义：在单位体积内，频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。5.描述能级的光学跃迁的三大过程，并写出它们的特征和跃迁几率。答：（1） 自发辐射 :处于高能级的一个原子自发的向跃迁，并发射一个能量为 hv 的光子，这种过程称为自发跃迁，由原子自发跃迁发出的光波称为自发辐射。特征：3）自发辐射是一种只与原子本身性质有关而与辐射场无关的自发过程，无需外来光。b）每个发生辐射的原子都可看作是一个独立的发射单元，原子之间毫无联系而且各个原子开场发光的时间参差不一，所以各列光波频率虽然一样，均为 v，各列光波之间没有固定的相位关系，各有不同的偏振方向，而且各个原子所发的光将向空间各个方向传播，即大量原子的自发辐射过程是杂乱无章的随机过程，所以自发辐射的光是非相干光。自发跃迁爱因斯坦系数：（2） 受激吸收 :处于低能态的一个原子，在频率为的辐射场作用〔鼓舞〕下，吸收一个能量为的光子并向能态跃迁，这种过程称为受激吸收跃迁。特征：a）只有外来光子能量时，才能引起受激辐射°b）跃迁概率不仅与原子性质有关，还与辐射场的有关。受激吸收跃迁概率：〔为受激吸收跃迁爱因斯坦系数，为辐射场〕（3） 受激辐射 :处于上能级的...