激光器的基本概念课件.pptVIP

非均匀加宽均匀加宽两种典型的线型洛伦兹线型高斯线型均匀加宽的谱线宽度多普勒线宽*考虑谱线线型归一化的谱线线型函数单色光*对中心频率,有洛伦兹线型高斯线型洛伦兹线型高斯线型*受激辐射截面光子数随时间的变化受激辐射速率反转粒子数*腔的损耗、Q值、寿命举例：若二反射镜的反射率为单程时间为平均单位时间内的光强损耗光子数随时间的变化其中称为腔的寿命谐振腔的值为（品质因数）*自激条件光强的增益为令工作物质长度等于腔长，即反射镜的反射率为是腔内的损耗为了实现振荡，要求即自激条件：其中*激光器的临界条件:当时激光器的临界条件的意义是增益等于损耗*临界条件均匀加宽线型中心频率对应的增益临界反转粒子数*6.激光器的模式选择选择横模减少反射镜的有效半径腔内加光阑倾斜腔镜要从激光的许多模中选出一个来,就要求所选定的那个模的损失尽可能的低,而增加一切其它模的损失使之超过增益以致不能达到阈值。高阶横模有随着横模技术的增大而越来越少地沿着共振腔轴集中的径向场分布。*选择纵模缩短腔的长度相邻纵模频率间隔减小腔长可以增大纵模间隔。**参考书:2.《激光物理基础》哈尔滨工业大学出版社王雨三,张中华主编3.《激光物理》北京邮电大学出版社卢亚雄,余学才,张晓霞编著5.《LaserTheory》HermannHaken,Springer-Verlag,19844.《PrinciplesofLasers》OrazioSvelto,Springer1.《高等激光物理学》高等教育出版社李福利编著*主要内容:激光器的基本概念、速率方程理论,半经典理论和全量子理论课程要求:30%平时+70%笔试officehour:周五3.4节，531联系方式:dongmeideng0@*激光器:利用受激辐射实现光的放大Laser:LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation1917年--爱因斯坦--受激辐射发光过程的提出从理论上预言了产生激光的可能性,然而这种可能性变为现实经历了几十年。1954年--汤斯等人实现了微波的受激放大除了工作波长位于微波波段以外,工作原理已和激光非常接近。*1958年--肖洛和汤斯提出将微波量子放大器的原理推广到光波领域。戈登等研究了包含两个球面镜的光谐振腔的工作模式,并证实了它具有稳定的准直性和较低的衍射损耗,还推导出高斯场模横向分布的最低阶横模TEM00。1960年–梅曼在休斯实验室成功地制造出红宝石激光器此后,激光高速发展,各种气体、固体、染料和半导体激光器相继出现,许多相关技术开发出来,激光器在各个领域内广泛应用。*1961年–中国科学院长春光机所在王大珩领导下,用国产红宝石制造出中国第一台红宝石激光器。1961年–R.W.Hellwarth发明Q开关技术。1962年–L.E.Hargrave研究成功锁模技术。1964年–N.G.Basov和中国科学院王淦昌独立提出利用激光进行核聚变的初步物理模型。*1964年–美国的理论物理学家兰姆提出了气体激光的半经典理论,成功地解释了在气体激光的功率曲线中心出现的凹陷（兰姆凹陷）,为气体激光的饱和吸收稳频奠定了理论基础。1966年–高锟在英国标准电信实验室建立光纤通信的物理模型。研究成果成为光通信和激光光电子学的重大里程碑。1981年–A.Schawlow和N.Bloembergen荣获1981年诺贝尔物理学奖,表彰他们在激光光谱学方面的开创性贡献。*1997年–朱棣文,C.Cohen-Tannoudji和W.Phillips获得诺贝尔物理学奖,表彰他们在激光捕获和冷却原子领域的开创性研究成果。1999年–A.Zewail获得诺贝尔化学奖,表彰他在飞秒化学领域所做出的卓越贡献。*2005年–J.L.Hall和T.Hansch荣获诺贝尔物理学奖,表彰他们在精密激光光谱分析所做出的贡献,以及发明飞秒“光学频率梳技术”,使光学频率测量获得重大进展。2005年的诺贝尔物理学奖同时颁发给R.J.Glauber,以表彰他对量子光学的贡献。高锟分享了2009年的诺贝尔物理学奖,以表彰他在光纤通信研究中