激光原理-复习.pptVIP

激光原理复习提要;第一章激光的基本原理;一、世界上最早的系统的几何光学论述---《墨经》;要点;４光的受激辐射放大;光子简并度;随机,独立进行,无关联;相位,偏振,方向随机;能量分布在许许多多模式中;受激辐射是在外界辐射场的控制下的发光过程，各原子的受激辐射的相位应具有和外界辐射场相同的相位。在量子电动力学的基础上可以证明：受激辐射光子与入射(激励)光子属于同一光子态；或者说，受激辐射场与入射辐射场具有相同的频率、相位、波矢(传播方向)和偏振，因此受激辐射场与入射辐射场属于同一模式。特别是，大量原子在同一辐射场激发下产生的受激辐射处于同一光子态，因而是相干的。;自激振荡条件;产生激光的根本条件;2.3开腔模式的物理概念和衍射理论分析方法;;2.共轴球面谐振腔稳定性判别条件：;共轴球面腔稳区图;对称共焦腔:R1=R2=L;3.谐振腔的衍射理论;复常数γ的意义;4.平行平面腔的迭代解法;5.腔与模的一般联系:腔内电磁场的本征态应由麦克斯韦方程组及腔的边界条件决定。由于不同类型和结构的谐振腔的边界条件各不相同，因此谐振腔的模式也各不相同。一旦给定了腔的具体结构，那么其中振荡模的特征也就随之确定下来。

6.模的根本特征:

(1)每个模的电磁场分布，特别是在腔的横截面内的

场分布;

(2)模的谐振频率；

(3)每个模在腔内往返一次经受的相对功率损耗；

(4)与每个模相对应的激光束的发散角。;7.对称共焦腔腔模式理论;镜面上基模场的分布特点：;谐振频率：;圆形镜共焦腔的行波场：;等相面曲率半径R的符号规那么：

当凸面镜向着z轴正方向时，R取正值；

当凸面镜向着z轴负方向时，R取负值；

对于平面反射镜，R取无穷大；;实际稳定腔的参数为，其等价对应共焦腔：;圆形一般稳定球面腔：;共焦腔与平行平面腔之不同;特征参数;束腰处的q参数：;高斯光束的聚焦：;第四章电磁场和激光工作物质的共振相互作用;激光器的理论简介;1.经典理论：将原子系统和电磁场均做经典处理,即用经典电动力学的麦克斯韦方程组描述电磁场,将原子中的运动电子视为服从经典力学的振子。

该理论成功地解释了物质对光的吸收和色散作用，定性地说明了物质的自发辐射及其谱线宽度等物理现象。

但不能描述非线性物理过程〔饱和、非线性极化等〕。;３.量子理论：对物质原子系统和光频电磁场都作量子化处理，将两者作为统一的物理体系加以研究。需严格地确定激光的相干性、噪声和线宽极限时应用。

;1.什么是原子自发辐射的经典描述;1.什么是均匀加宽和非均匀加宽;介质内每个发光原子只对光谱线内某一特定频率有奉献,也就是说非均匀加宽谱线上某一频率范围的发光与某些特定原子有对应关系,因而可以区分谱线上的某一频率范围是由哪一局部原子发射的。;均匀加宽－引起加宽的物理因素对每个原子都等同,每个发光原子都按整个线型发光;由于某种物理因素的影响，使得发光原子有不同的表观中心频率，原子体系中每个原子只对谱线内与它的表观中心频率相应的部分有贡献,因而可以区分谱线上的某一频率范围是由哪一部分原子发射的。

;4.4激光器速率方程;爱因斯坦关系修正公式:;2.单模振荡速率方程组;三能级系统速率方程组;;3.多模振荡速率方程;4.5均匀加宽工作物质的增益系数;结论:大信号增益系数是小信号增益的一半

n1偏离中心频率越远,饱和效应越弱;第二局部激光技术;要有好奇心;要有合作精神;要全方位看问题;;学好本领，才能多做事，多收获;要经常保持清爽愉快的心境！