深圳大学电子科学与技术学院 激光的物理基碰 光的相干性和光波模式的联系 ·光的受激辐射 ·光放大和振荡的基本概念
深圳大学电子科学与技术学院 激光的物理基础 • 光的相干性和光波模式的联系 • 光的受激辐射 • 光放大和振荡的基本概念
深圳大学电子科学与技术学院 1.1相干性的光子描述 1.2光的受激辐射基本概念 1.3光的受激辐射放大 1.4光的自激振荡
深圳大学电子科学与技术学院 • 1.1 相干性的光子描述 • 1.2 光的受激辐射基本概念 • 1.3 光的受激辐射放大 • 1.4 光的自激振荡
深圳大学电子科学与技术学院 1.1相干性的光子描述 、光子的性质 具有能量E=hv 具有运动质量m=6/e2=hvl 具有动量P=mCn=h ·具有两种可能的独立偏振状态 光子具有自旋,且自旋量子数为整数,大量 光子的集合,服从玻色——爱因斯坦统计规 律,处于同一状态的光子数目是没有限制的
深圳大学电子科学与技术学院 一、光子的性质 • 具有能量 • 具有运动质量 • 具有动量 • 具有两种可能的独立偏振状态 • 光子具有自旋，且自旋量子数为整数，大量 光子的集合，服从玻色——爱因斯坦统计规 律，处于同一状态的光子数目是没有限制的 1.1 相干性的光子描述 = h 2 2 m = c = h c P mcn k = 0 =
深圳大学电子科学与技术学院 1.06μm Laser 1 ft A l-J,I-ns pulse of 1.06-um laser light pictured as a wave Laser 1 ft- A l-J, 1-ns pulse of 1.06-um light pictured as photons 量子电动力学从理论上把光的电磁(波动)理 论和光子(微粒)理论在电磁场的量子化描述 的基础上统一起来,在理论上阐明了光的波粒 二象性
深圳大学电子科学与技术学院 量子电动力学从理论上把光的电磁（波动）理 论和光子（微粒）理论在电磁场的量子化描述 的基础上统一起来，在理论上阐明了光的波粒 二象性
深圳大学电子科学与技术学院 任意电磁波可看作是一系列单色平面电磁波 (以波矢k为标志)的线性叠加,或一系列 电磁波的本征模式(或本征状态)的叠加 每个本征模式所具有的能量是量子化的,是 基元能量的整数倍,本征模式的动量也可 表示为基元动量的整数倍。 具有基元能量m和基元动量M的物质单元称 为属于第/个本征模式(或状态)的光子。具 有相同能量和动量的光子彼此间不可区分, 因而处于同一模式(或状态)。每个模式内 的光子数目是没有限制的
深圳大学电子科学与技术学院 • 任意电磁波可看作是一系列单色平面电磁波 （以波矢 为标志）的线性叠加，或一系列 电磁波的本征模式（或本征状态）的叠加。 每个本征模式所具有的能量是量子化的，是 基元能量 的整数倍，本征模式的动量也可 表示为基元动量 的整数倍。 • 具有基元能量 和基元动量 的物质单元称 为属于第l个本征模式（或状态）的光子。具 有相同能量和动量的光子彼此间不可区分， 因而处于同一模式（或状态）。每个模式内 的光子数目是没有限制的。 l k l h l k l h l k