激光原理 第一章 1. 激光器的组成部分及作用 (1)工作物质(激活物质):用来实现粒子数反转和产生光的受激发射作用的 物质体系。 (2)泵浦源:提供能量,实现工作物质的粒子数反转。 (3)谐振腔:①提供轴向光波模的正反馈 ②模式选择,保证激光器单模振荡,从而提高激光器的相干性。 2 . 模式数的计算 VcVcg322824 单色模密度:328cn 计算例:封闭腔在5000 Å 处单色模密度. Hzc14108106105000103 353821432s1035.310310614.388mcn)()(π 3 . 光谱宽度的计算 clct//1 其中, cl 为波列长度。 4 . 本征状态的定义 给定空间内任一点处光的运动情况,在初始条件和边界条件确定后,原则上就可求解麦克斯韦方程组,一般可得到很多解,而且这些解的任何一种线性组合都可满足麦克斯韦方程,每一个特解,代表一种光的分布,即代表光的一种本振振动状态。 5 . 光子简并度的定义 光子简并度对应于线度光源λ,在单位时间单位立体角内发出单位频宽的光子数(处于同一个相格中的光子数,处于一个模式中的光子数,处于相干体积内的光子数,处于同一量子态内的光子数,都有相同的含义,均定义为光子简并度).并用 表示: ShPgn)/2(2 6. 光子简并度与单色亮度之间的关系 光源的光子简并度, 从微观上反映出光源的单色亮度。单色亮度:SPB。光子简并度 与单色亮度B 之间的关系为:hvBv22 7 . 光子平均能量的表达 同一种光子运动状态(或同一种光波模式) 的光子平均能量:1)exp(KThhE 8 . 光的自发辐射、受激吸收、受激辐射 自发辐射:处于2E 的原子在无外来光子情况下自发地向1E 能级跃迁,发射能量以光辐射形式放出即自发辐射。特点:自发辐射是仅与原子自身性质有关的随机过程,自发辐射的光在方向、偏振、相位方面都没有确定的关系,因此是不相干的。 受激吸收:原子在外来光子21h作用下,若1221EEh,处于1E 的原子由于吸收该光子而受激跃迁到2E 的过程。特点:受激吸收几率与外来光的频率有严格的选择性,与外来光辐射能量密度大小有关。外来光频率等于2E 、1E 的间隔所对应的频率时,受激吸收几率最大。 受激辐射:光的受激辐射是受激吸收的反过程。原子系统在外来光子21h作用下,若1221EEh,处于2E 的原子跃迁到1E ,并辐射一个...