大學(xué)物理課件10激光-文庫(kù)吧
2024-12-29 18:52 本頁(yè)面
【正文】 時(shí)間內(nèi)發(fā)生受激輻射概率。 dtwNBNd ?22121 ?? B21 ? 受激發(fā)射系數(shù)， dtNNdwBW2212121???? ?受激發(fā)射概率 定義 10 受激輻射光與入射光的頻率、偏振方向、相位及傳播方向均相同 ——有光的放大作用。 2o 實(shí)際系統(tǒng)中 ， 三種過(guò)程同時(shí)存在 ， 只是各種過(guò)程所占比重不同 。 三種過(guò)程強(qiáng)弱由三個(gè)系數(shù) ，即 A2l、 B2l和 B 12表征 ， 它們之間關(guān)系是 2112 BB ?2133218BchA???3o 比較受激輻射與吸收的強(qiáng)度，有 11??kTheII?自受在室溫下： 100?kTh ?受自 II ??? 激光形成原理 問(wèn)題提出 : 我們希望產(chǎn)生 光放大 ——受激輻射。 在 什么條件 下，受激發(fā)射可以大于吸收 。 一、粒子數(shù)反轉(zhuǎn) (population inversion) 0II dII ?dzo zz單位時(shí)間、單位體積內(nèi)： 吸收的光能量是： ?? ? hwBNhdN 112 ??受激輻射的光能量是： ?? ? hwBNhNd 221 ???凈增加的光能量是： 0II dII ?dzo zz?? hBwNNS dz dtdE )(12 ??光強(qiáng)與光能量關(guān)系是 S dtdEdI ? ?cwI ??hcIBNNdzdI )(12 ???利用三個(gè)系數(shù)關(guān)系 IdzdI ??? 221212 8)( ???AcNN ??zeII ?0??——增益系數(shù) 顯然： 0?? 光強(qiáng)減少 光吸收 0?? 光強(qiáng)增加 光放大 12 NN ??（稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)） 二、激光工作物質(zhì) 問(wèn)題提出 : N2 N1 N1 N2 En Nn kTEnneN?? 在 平衡態(tài)下， 原子數(shù)目按能級(jí)分布服從 玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)分布： 在 什么條件 下，可以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn) ： 尋求具有特殊能級(jí)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)； ——稱為激光工作物質(zhì) 具有激勵(lì)能源，使盡可能多的粒子由低能級(jí)激發(fā)到高能級(jí)。 ——稱為泵浦源 E1 E2 B12 B21 A21 2112 BB ?212112 ABB ??12 NN ??二能級(jí)物質(zhì)是不能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 E1——基態(tài)能級(jí) E2——亞穩(wěn)態(tài)能級(jí) E3——泵浦的高能級(jí) ms3s910?在 E1與 E2之間實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)， 泵浦能量高 E1 E2 B13 W21 A31 W12 A21 S32 A32 E1 E2 W14 W32 A41
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