第八章 现代光学基础.pdfVIP

主要内容

8.1原子发光的机理

8.2光与原子相互作用

8.3粒子数反转

8.4光振荡

8.5激光的单色性

8.6激光的相干性

8.7激光器的种类

8.8非线性光学

8.9全息照相

8.10光盘存储技术

8.11傅里叶光学的几个基本概念

8.12阿贝成像原理

8.1原子发光的机理

n5

、能级图

能级图：用一条条水平线的高低来代表能量的大小的图形.

En=EP+Ek=^rnv2Ze2

4码r

2me4Z2

=-27T-22

（4码）〃”

能量是负的，表示要把电子

从核产生的场中移开

须对电子做功

三、原子发光的机理

玻尔又假设：当电子在某一个固定的允许轨道上运动时，并不发

射光子。当电子从一个能量较大的状态跃迁到一个能量较小的状态时,

电子的总能量发生变化.这部分能量的改变值就以光子的形式辐射出

来。反之，当电子从一个能量较小的状态跃迁到一个能量较大的状态

时，它吸收光子。

例如：见右图

吸收:

发射:

基态，能量最低,

吸收

其它态为激发态。

8.2光与原子相互作用

、吸收

当光子的能量正好等于原子的能级间隔时，可被原子吸

收。

设有

其中称为受激吸收爱因斯坦系数,称为吸收速

率。

“262

加21

—Ei—4

(a)(b)⑹

自发辐射

自发地从激发态返回较低能态而放出光子的过程。

n21~几2A21

其中41称为自发辐射爱因斯坦系数。

原子在能级与上的平均寿命为

般激发态寿命约为一，

特点这种过程与外界作用

无关，除激光器光源外,324

普通光源的发光都是当

吗

自发辐射。(a)(b)(c)

三、受激辐射

处于激发态的原子，在外来光子的影响下，引起从高能态向低能态的跃迁,

并把两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去的过程

其中为称为受激辐射爱因斯坦系数，称为受激辐射速率。

结论:

(1)只有当外来光子能量正好满足关系式

时，才能引起受激辐射。

(2)受激辐射发出来的光子与外■4——%

1来光子具有相同的频率、相C加21