典型激光器简介 激光器的组成( Essential elements of a 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 feedback elements, 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 pumping process is required to excite atoms in the laser medium into 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 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
• 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 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 驰豫时简不同,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
◼ 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—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