2亮度极高一亮度表示光源在某个方向上发光能力的大小 其光束发散角越小,亮度就越高。一台能量几毫瓦的氦一氖 (HeNe)激光器产生的激光比太阳亮百倍,用红宝石激光可 以照亮月球表面。近年来研制出的最新激光,要比太阳表面亮度 高出一百亿倍以上,激光器能利用特殊技术,在极短的时间内 (比如一万亿分之一秒)辐射出巨大的能量,当它会聚在一点时, 可产生几百万度,甚至几千万度的高温。我国科学家王淦昌研 究利用强激光引发轻核聚变,取得了一定成果 王淦昌院士 中斛大kt5聚变实验装置
• 2.亮度极高 —— 亮度表示光源在某个方向上发光能力的大小， 其光束发散角越小，亮度就越高。一台能量几毫瓦的氦—氖 （He—Ne）激光器产生的激光比太阳亮百倍，用红宝石激光可 以照亮月球表面。近年来研制出的最新激光，要比太阳表面亮度 高出一百亿倍以上，激光器能利用特殊技术，在极短的时间内 (比如一万亿分之一秒)辐射出巨大的能量，当它会聚在一点时， 可产生几百万度，甚至几千万度的高温。我国科学家 王淦昌研 究利用强激光引发轻核聚变，取得了一定成果。 王淦昌院士 • 中科大kt-5核聚变实验装置
3单色性好—光的单色性好,即是光的颜色纯。 光的颜色是由光的波长决定的,从红色到紫色,频率逐 渐增大,波长逐渐减小。(太阳光由红,橙,黄,绿, 青,蓝,紫七色光组成)光的单色性好坏通常用波长范 围(即波谱的带宽)△λ来衡量,一般把△入小于几十 nm的一段辐射称为单色光,发射单色光的光源称为单 色光源,HeNe激光器产生的红色激光,△入小于10 6nm。 5、闪光时间(脉冲时间)极短。现在的脉冲激光 的闪光时间可以达到小于10-13秒数量级。 比工求具一(%
• 3.单色性好—— 光的单色性好，即是光的颜色纯。 光的颜色是由光的波长决定的，从红色到紫色，频率逐 渐增大，波长逐渐减小。（太阳光由红，橙，黄，绿， 青，蓝，紫七色光组成）光的单色性好坏通常用波长范 围（即波谱的带宽）△λ来衡量，一般把△λ小于几十 nm的一段辐射称为单色光，发射单色光的光源称为单 色光源，He—Ne激光器产生的红色激光，△λ小于10- 6nm。 • 5、闪光时间（脉冲时间）极短。现在的脉冲激光 的闪光时间可以达到小于10-13秒数量级
4相干性好—当用手将池中的水激起水波,并使这 些水波的波峰与波峰相叠时,水波的起伏就会加剧,这 种现象就叫干涉,能产生干涉现象的波叫干涉波。根据 光的干涉知识可知,两束或两束以上的光束相遇时能发 生干涉现象(在光束相交的区域,产生明暗相间的干涉 条纹)的条件是:频率相同、振动方向相同和有固定的 相位差。把能够产生干涉现象的光波称为相干光,激光 是极好的相干光。 物理学家通常用相干长度来表示光的相干性,光源的相干长 度越长,光的相干性越好,激光的相干长度可达几十千米 白光干涉条纹 单色光干涉条纹
• 4.相干性好——当用手将池中的水激起水波，并使这 些水波的波峰与波峰相叠时，水波的起伏就会加剧，这 种现象就叫干涉，能产生干涉现象的波叫干涉波。根据 光的干涉知识可知，两束或两束以上的光束相遇时能发 生干涉现象（在光束相交的区域，产生明暗相间的干涉 条纹）的条件是：频率相同、振动方向相同和有固定的 相位差。把能够产生干涉现象的光波称为相干光，激光 是极好的相干光。 物理学家通常用相干长度来表示光的相干性，光源的相干长 度越长，光的相干性越好，激光的相干长度可达几十千米。 白光干涉条纹 单色光干涉条纹
第三节激光原理和常见激光器E(o 1.原子的能级原子的内能 n=4 是量子化的,即只能取一系列不连 n=3 续的分立值,把分立的原子能量值 n=2 称为原子的能级。原子最低的能级 称为基态,其余的能级均称为激发 态。 氢原子能级处于基态的原子, 13.6 若受到外界作用获得能量,则从基 氢原子能级 态变为激发态,该过程称为激发; 而处于激发态的原子若把能量释放 出一部分,则原子就从激发态变 为基态或其它能量较低的激发态,该过程称为跃迁。激发或跃迁过 程都必须满足关系: △E=E2-E 其中三2是高能级的能量,E1是低能级的能量。在热平衡态下,处 于高能级E2上的粒子数N2比低能级E上的粒子数N1少,这种分布 是原子能级上的正常分布
第三节 激光原理和常见激光器 • 1．原子的能级 原子的内能 是量子化的，即只能取一系列不连 续的分立值，把分立的原子能量值 称为原子的能级。原子最低的能级 称为基态，其余的能级均称为激发 态。 • 氢原子能级处于基态的原子， 若受到外界作用获得能量，则从基 态变为激发态，该过程称为激发； 而处于激发态的原子若把能量释放 出一部分，则原子就从激发态变 为基态或其它能量较低的激发态，该过程称为跃迁。激发或跃迁过 程都必须满足关系： △E = E2 — E1 其中E2是高能级的能量，E1 是低能级的能量。在热平衡态下，处 于高能级E2上的粒子数N2 比低能级E1上的粒子数N1少，这种分布 是原子能级上的正常分布。 E（ev） n=4 n=3 n=2 • • -13.6 n=1 • 氢原子能级
2、光的自发辐射、受激吸收和受激辐射 处于激发态的原子从高能级E2自发跃迁到低能级E的同时 发射出一个频率为v,能量为△E=hv=E2E1的光子,该过程就 是自发辐射 处于低能级E1的原子若吸收一个能量为hv的光子而跃迁到高 能级E2上的过程则称为受激吸收。 处于激发态的原子,若受到一个能量为hv的外来光子的激发, 就会辐射一个与入射光子完全一样的光子,同时跃迁到低能级上 去,该过程称为受激辐射 激光就是靠原子的受激辐射产生的。 自发辐射 受激吸收 受激辐射
• 2、光的自发辐射、受激吸收和受激辐射 处于激发态的原子从高能级E2自发跃迁到低能级 E1 的同时 发射出一个频率为ν，能量为△E =hν= E2—E1的光子，该过程就 是自发辐射。 处于低能级E1的原子若吸收一个能量为hν的光子而跃迁到高 能级E2上的过程则称为受激吸收。 处于激发态的原子，若受到一个能量为hν的外来光子的激发， 就会辐射一个与入射光子完全一样的光子，同时跃迁到低能级上 去，该过程称为受激辐射。 激光就是靠原子的受激辐射产生的。 自发辐射 受激吸收 受激辐射