激光產(chǎn)生的原理ppt課件-資料下載頁
2025-05-01 08:44本頁面
【正文】 激光來，而有些物質(zhì)卻“激”不出來的道理。所以，具備亞穩(wěn)態(tài)能級結(jié)構(gòu)是對產(chǎn)生激光的工作物質(zhì)的起碼要求。 ? 三、諧振腔 ——激光的振蕩放大器 ? 合適的工作物質(zhì)有了，實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的激勵源有了，這下子該“激”出激光了吧 !還不行，因為人們在實驗中發(fā)現(xiàn)這樣雖然可以產(chǎn)生受激輻射，但非常微弱，根本形不成可供人們使用的激光。這很自然的使人們想到了采用放大的辦法來解決這個問題，于是出現(xiàn)了光學(xué)諧振腔。 ? 于是出現(xiàn)了光學(xué)諧振腔。即利用兩個面對面的反射鏡，使放大了的光在鏡間來回被反射，反復(fù)通過鏡間的介質(zhì)不斷再放大，即反饋放大。兩個反射鏡可以是平面，也可以是球面。其中一個要求是反射率為 100％的全反射鏡，另一個是部分反射鏡。比如，反射率為 95％時， 5％的光透射出去供人應(yīng)用，從而構(gòu)成光學(xué)諧振腔。因為其側(cè)面是敞開的，所以，又稱作“開放腔”。當(dāng)把激光介質(zhì)置于兩反射鏡之間后，即可構(gòu)成激光振蕩器。 ? 當(dāng)外界強光激勵置于兩鏡間的激光介質(zhì)時，就在亞穩(wěn)態(tài)級與穩(wěn)態(tài)級之間實現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。處于亞穩(wěn)態(tài)級的粒子當(dāng)自發(fā)地躍遷到低能級時將自發(fā)輻射光子，但這種發(fā)射是無規(guī)律的，射向四面八方，其中一部分可以誘發(fā)激發(fā)態(tài)上的粒子產(chǎn)生受激輻射。 ? 從圖上可以看出，凡非腔軸方向的自發(fā)輻射，盡管它也可以誘發(fā)激發(fā)態(tài)上的粒子產(chǎn)生光放大，但因介質(zhì)體積有限，腔側(cè)面又是敞開的，終將逸出腔外。所以，產(chǎn)生激光的作用不大。唯獨沿腔軸方向的自發(fā)輻射才起作用。每當(dāng)它碰到鏡面時，便被反射沿原路折回，又重新通過介質(zhì)不斷誘發(fā)激發(fā)態(tài)上的粒子產(chǎn)生受激輻射光放大。由于受激輻射光在腔鏡間往返運行，介質(zhì)被反復(fù)利用，腔軸方向受激輻射光就越來越強。其中一部分從部分反射鏡端射出，這就是激光； ? 而其余部分留在腔內(nèi)繼續(xù)反饋放大以維持不斷的向外輻射激光，如圖所示。介質(zhì)內(nèi)部沿縱軸方向偶然弱小的自發(fā)輻射經(jīng)過振蕩和放大，最終形成強大的激光輻射過程就叫激光振蕩放大。由于光速極快，所以此過程極短。 ? 四 、 思考與練習(xí) ? 激光器的激勵源 ——光泵作用是什么 ？ ? 是不是任何物質(zhì)都可以作為激光的工作物質(zhì) ？ 為什么 ？ 只有具備什么能態(tài)的物質(zhì)才有可能產(chǎn)生激光 ？ ? 諧振腔是如何將光“放大”？將光“放大”是受什么技術(shù)啟發(fā)？
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