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
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
相干性的光子描述1.17光的受激辐射基本概念.1.2光的受激辐射放大1.3光的自激振荡1.4
• 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
相干性的光子描述1.1一、光子的性质具有能量ε=hv具有运动质量m=/c2=hv/c2，具有动量P=mcn。=hk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，服从玻色一一爱因斯坦统计规律，处于同一状态的光子数目是没有限制的
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 =
1.06umXXXLaserftA 1-J, 1-nspulse of 1.06-μmlaser lightpictured as a wave.LaserA1-J,1-nspulseof 1.06-μmlightpicturedasphotons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
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
·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hvi的整数倍，本征模式的动量也可表示为基元动量hk，的整数倍，·具有基元能量hv和基元动量k,的物质单元称为属于第1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
• 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