典型激光器简介激光器的组成(Essential elements ofa laser)激光器基本组成包括:工作物质、谐振腔和泵浦系统三大部分(A laser medium, suitable optical feedbackelements, and a pumping process.)
典型激光器简介 激光器基本组成包括:工作物质、谐振 腔和泵浦系统三大部分 (A laser medium, suitable optical feedback elements, and a pumping process.) 激光器的组成 (Essential elements of a laser)
1、泵浦系统一粒子搬迁的动力粒子数的正常分布?处于低能级上的粒子数在热平衡情况下总是多于高能级上的粒子数,受激吸收占优势粒子数的反转分布?高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数如何实现粒子数反转?把大量的粒子从低能级“搬运”到高能级的过程,称为泵浦或激励;“搬运”粒子的工具一“光泵泵浦系统为实现粒子数反转提供外界能量(A pumpingprocess is required to excite atoms in the laser mediuminto their higher quantum-mechanical energy levels. )
•粒子数的正常分布? •处于低能级上的粒子数在热平衡情况下总是多于高能 级上的粒子数,受激吸收占优势 •粒子数的反转分布? •高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数 •如何实现粒子数反转? •把大量的粒子从低能级“搬运”到高能级的过程,称 为泵浦或激励; “搬运”粒子的工具-“光泵” 泵浦系统为实现粒子数反转提供外界能量(A pumping process is required to excite atoms in the laser medium into their higher quantum-mechanical energy levels. ) 1、泵浦系统—粒子搬迁的动力
·激励不仅要快,还有强有力激励作用是通过消耗一定的能量来实现的,产生受激辐射所需要的最小激励能量称为激光器的阈值(threshold)激励方式(Practical laser materials can bepumped in many ways. )·根据不同激光工作物质的不同而异。如固体工作物质常用强光照射激励,简称光激励;气体工作物质吸收光谱多在紫外波段,多采用气体放电的电子碰撞激励方法
• 激励不仅要快,还有强有力 ⚫ 激励作用是通过消耗一定的能量来实现的, 产生受激辐射所需要的最小激励能量称为激 光器的阈值(threshold) • 激励方式(Practical laser materials can be pumped in many ways.) ⚫ 根据不同激光工作物质的不同而异。如固体 工作物质常用强光照射激励,简称光激励; 气体工作物质吸收光谱多在紫外波段,多采 用气体放电的电子碰撞激励方法
光激励---用光照射工作物质,工作物质吸收光能后产生粒子数反转,可采用高效率、高强度的发光灯、太阳能和激光放电激励---在放电过程中,气体分子(或原子,离子)与被电场加速的电子碰撞,吸收电子能量后跃迁到高能级,形成粒子数反转热能激励---用高温加热方式使高能级上气体粒子数增加,然后突然降低气体温度,因高、低能级的热驰豫时间不同,可使粒子数反转化学能激励一一利用化学应过程中释放的能量来激励粒子,建立粒子数反转。为产生化学反应,一般还需采用一定的引发措施,如采用光引发、电引发化学引发等方式核能激励一一用核裂变反应放出的高能粒子、放射线或裂变碎片等来激励工作物质,也可实现粒子数反转
◼ 光激励-用光照射工作物质,工作物质吸收光能后 产生粒子数反转,可采用高效率、高强度的发光灯、 太阳能和激光 ◼ 放电激励-在放电过程中,气体分子(或原子,离 子)与被电场加速的电子碰撞,吸收电子能量后跃 迁到高能级,形成粒子数反转 ◼ 热能激励-用高温加热方式使高能级上气体粒子数 增加,然后突然降低气体温度,因高、低能级的热 驰豫时间不同,可使粒子数反转 ◼ 化学能激励——利用化学应过程中释放的能量来激 励粒子,建立粒子数反转。为产生化学反应,一般 还需采用一定的引发措施,如采用光引发、电引发、 化学引发等方式 ◼ 核能激励——用核裂变反应放出的高能粒子、放射 线或裂变碎片等来激励工作物质,也可实现粒子数 反转
2、工作物质一一激光产生的内因·激励只是一个外部条件,激光的产生还取决于合适的工作物质,二能级系统能否实现粒子数反转???亚稳态能级:需要一个可以有较长寿命且能贮存大量粒子的能级,经过不断激发,粒子数反转就能实现,这样的能级称为“亚稳态能级”,可能实现粒子数反转分布的系统可归结为三能级系统和四能级系统
• 激励只是一个外部条件,激光的产生还取决 于合适的工作物质 • 二能级系统能否实现粒子数反转??? ⚫ 亚稳态能级:需要一个可以有较长寿命且能 贮存大量粒子的能级,经过不断激发,粒子 数反转就能实现,这样的能级称为“亚稳态 能级” ⚫ 可能实现粒子数反转分布的系统可归结为三 能级系统和四能级系统 2、工作物质——激光产生的内因