受激辐射 频率 相位 完全相同 偏振方向 Stimulated emission 传播方向 三种过程同时存在 普通光源---自发辐射占优势 发光机制 激光光源---受激辐射占优势 在受激辐射占优势时,可以实现光放大
受激辐射 频率 相位 偏振方向 传播方向 完全相同 三种过程同时存在。 普通光源-----自发辐射占优势 激光光源-----受激辐射占优势 发光机制 在受激辐射占优势时，可以实现光放大
怎样才能使受激辐射占优势? hv=△E y=△E 必须 dN 21 dN dt丿受激 dt丿受激 辐射 即:实现N2>N1(粒子数反转) 为什么称为“粒子数反转”?
为什么称为“粒子数反转”？ 怎样才能使受激辐射占优势？ 即：实现 N2 > N1（ 粒子数反转） 必须 吸 收 受 激 辐 射 受 激 t N t N d d d d 21 12 N2 N1 h = E N1 N2 h = E N1 N2
三原子在能级上的分布 由大量原子组成的系统,在温度不太低的平衡态下 原子数目按能级的分布服从玻耳兹曼统计分布 E n∝ehT k:玻耳兹曼常数 E E k=1.38×10-23JK1 若E2>E1,则两能级上的 E2-E1 原子数目之比 kT E
三. 原子在能级上的分布 由大量原子组成的系统，在温度不太低的 平衡态下， 原子数目按能级的分布服从 玻耳兹曼统计分布： kT E n n N e − k：玻耳兹曼常数 23 -1 = 1 3810 J K − k . 若 E2 > E 1，则两能级上的 原子数目之比 1 2 1 1 2 = − − kT E E e N N
数量级估计:以氢原子为例,室温(300K)下 kT~4×10-21J~0.025eV;E2E1~10eV E2-E1 =e kT =e-00<<1 粒子数反转分布: 高能级的原子数大于低能级的原子数。 粒子数反转分布 是产生激光的必 业通通通通通通通量B -EI 要条件 正常分布 反转分布 能实现粒子数反转分布的介质激活介质
数量级估计： 以氢原子为例，室温（300K）下 kT～4×10-21 J ～ 0.025 eV; E 2 -E 1～10eV; 1 1 2 = = − − − 400 2 1 e e N N kT E E 粒子数反转分布： 高能级的原子数大于低能级的原子数。 粒子数反转分布 是产生激光的必 要条件 正常分布 反转分布 能实现粒子数反转分布的介质——激活介质
如何实现粒子数反转分布? 四.激光器的基本结构和工作原理 激励能源 工作物质 激光束 光学谐振腔 1.激励能源: 功能:向工作物质提供能量,将工作物质的原子、 分子从基态激发到高能态,实现粒子数反转分布 (外因) 气体放电激发 原子激发的几种基本方式了原子何磁撞激发 光激发(光泵
如何实现粒子数反转分布？ 四. 激光器的基本结构和工作原理 激励能源 工作物质 光学谐振腔 激光束 1. 激励能源： 功能：向工作物质提供能量，将工作物质的原子、 分子从基态激发到高能态，实现粒子数反转分布 （外因） 原子激发的几种基本方式 气体放电激发 原子间碰撞激发 光激发(光泵)