激光原理总结提纲.pdf

Made by 啉傢尒蕏 2011 年12 月12 日 22:32:39 《激光原理与应用》纠结版本复习大纲=。= 第一章 辐射理论概要和激光产生的条件 ✿.原子自发辐射，受激吸收和受激辐射的三个过程： 自发辐射 受激吸收 受激辐射 自发辐射:高能级的原子自发地从(高能级E2)向低能级E1 跃迁，同时放出能量为E=hv 的光子的现象称为 自发辐射。 受激吸收：处于低能级E1 的原子受到外来光子的刺激作用，（完全吸收）外来光子的能量而跃迁到高能级 E2 的过程称。 受激辐射：当受到外来能量为hv=E2-E1 的光照射时，高能级E2 上的原子向低能级E1 跃迁，同时发射一 个与外来光子完全相同的光子的现象。 ✿.跃迁速率及跃迁几率概念，自发辐射和受激辐射的异同 ①跃迁速率：平均寿命的倒数1/τ称为跃迁速率,它表征跃迁过程的快慢速度。 跃迁几率：单位时间中跃迁的比率（发生辐射的李子树密度占能级总粒子数密度的百分百），叫做跃迁 几率。它是一个有量纲的物理量,单位为秒-1。 ②自发辐射各个原子所发的光向空间各个方向传播，是非相干光。受激辐射的光子与外来光子有相容的相 位关系，是相干光。 ✿.自发辐射（平均）寿命：原子数密度由起始值降至它的1/e的时间 τ =1 A 21 ✿.爱因斯坦AB系数的关系： dn dn dn 爱因斯坦A系数：A = − 2 爱因斯坦B 系数：B = − 2 B = − 2 21 ndt 21 ρ ndtρ 12 ρ ndt 2 ν 2 ν 1 A 8πhν3 关系： 21 = gB = g B 1 12 2 21 B c3 21 ✿.光谱线的展宽机制，均匀展宽和非均匀展宽的特点： 1 光谱线宽度：相对光强为最大值的一半处的频率间隔f(ν) = f(ν ) = f(ν ) ∆ν= ν −ν 1 2 0 2 1 2 ∆ν 2π 自然增宽的线型函数f (ν) = N （原子处在彼此孤立并且静谱线宽度） N (ν−ν )2 +(∆ν 2)2 0 N ∆ν 2π 碰撞增宽的谱线线型函数f (ν) = c （发光原子间的相互作用造成的） c (ν−ν )2 +(∆ν 2)2 0 c 多普勒增宽的线型