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        技術專題

        光的量子性和激光基礎:激光的基本原理

        發布日期:2014-07-08 點擊:2198
        光的量子性和激光基礎
         
        第三節     激光的基本原理

        一、光在激活介質中的放大

        三能級系統
        a)粒子數呈玻耳茲曼分布
        b)粒子數呈反轉分布

        二、光學諧振腔的作用

        1、諧振腔的作用及激光振蕩閾值條件

        若高能級的原子自發發射一個不平行于腔軸線的光子,它雖然在通過介質時也能引起受激發射過程的發生,但它很快就跑出介質,從而不能形成光子的雪崩式放大作用,這種光子對激光振蕩沒有貢獻。若發射光子傳播方向沿著腔軸線,情況就完全不同,這個光子引起雪崩放大作用產生的同方向相干光子遇到腔端面的光學反射鏡以后又被反射回到激活介質中,因而多次在激活介質中來回振蕩,使雪崩式放大作用較長時間的存在下去,于是相干光子越來越多,從而實現受激發射的增益大大超過受激吸收和自發發射,著中現象稱為光子的共振,諧振腔的這種作用也就稱之為共振(或諧振)作用。

        2、激光縱模:

        激光器中的振蕩頻率
        a)四個縱模
        b)一個縱模

        三、激光橫模

        諧振腔的幾何表示

         

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