激光原理與技術(shù)第一章-文庫吧資料
2024-08-28 22:56本頁面
【正文】 輻射場(chǎng)控制情況下的自發(fā)過程。 2．腔內(nèi)物質(zhì)原子數(shù)按能級(jí)分布應(yīng)服從熱平衡狀態(tài)下的玻爾茲曼分布 ? ?212211EEKTng eng???2 1 2 1 1 2s p s t s td n d n d nd t d t d t? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?激光原理與 技術(shù) 2 1 2 2 1 2 1 2 1vvA n B n B n????3211 2 1 2 1 2 3218, vA vB g B g n h vBc?? ? ?12gg?? ?當(dāng) 1 2 2 1BB? 12 21WW?A21 、 B21 、 B12 稱為愛因斯坦系數(shù)。 ?（ ?、 T） 激光原理與 技術(shù) 吸收 (absorption) E2 E1 n2 n1 h? 上述外來光也有可能被吸收， 使原子從 E1?E2。 2121 2dnWndt?? ????? 受 激則 受激輻射光與外來光的頻率、偏振方向、 相位及傳播方向均相同 有光的放大作用。 激光原理與 技術(shù) 受激輻射 (stimulated radiation) E2 E1 n2 n1 全同光子 h? 設(shè) ?（ ?、Ｔ ） …… 溫度為 Ｔ 時(shí) , 頻率為 ? = (E2 E1) / h附近，單位頻率間隔的 外來光的能量密度。 單位體積中單位時(shí)間內(nèi)， 從 E2 ? E1自發(fā)輻射 的原子數(shù)： 21 2dn ndt?? ?????自 發(fā)E2 E1 n2 n1 h? 激光原理與 技術(shù) 寫成等式 2121 2dn Andt?? ?????自 發(fā) Ａ 21 ? 自發(fā)輻射系數(shù)，單個(gè)原子在單位 時(shí)間內(nèi)發(fā)生自發(fā)輻射過程的概率。米 － 3 單色能量密度 ?? ： 在單位體積內(nèi)，頻率處于 ? 附近的單位頻率間隔中的電磁輻射能量。 顯然 ， 這種平衡必然導(dǎo)致空腔內(nèi)存在完全確定的輻射場(chǎng) 。如果某一物體能夠完全吸收任何波長(zhǎng)的電磁輻射，則稱此物體為絕對(duì)黑體。 40年后 ，受激輻射概念在激光技術(shù)中得到了應(yīng)用 。 激光原理與 技術(shù) 167。 含義：同態(tài)光子數(shù)、同一模式內(nèi)的光子數(shù)、處于相干體積內(nèi)的光子數(shù)、處于同一相格內(nèi)的光子數(shù) 激光器是一種把光強(qiáng)和相干性兩者統(tǒng)一起來的強(qiáng)相干光源。 但這一切都將導(dǎo)致相干光強(qiáng)的減小 。 對(duì)普通光源來說 ， 增大相干面積 、 相干時(shí)間和增大相干光強(qiáng)是矛盾的 。不同狀態(tài)的光子或不同模式的光波是不相干的。 激光原理與 技術(shù) 結(jié)論： 1．相格空間體積以及一個(gè)光波模或光子態(tài)占有的空間體積都等于相干體積。 激光原理與 技術(shù) 從光子觀點(diǎn)分析如下：由面積為 (?X)2的光源發(fā)出動(dòng)量為 p限于立體角 ??內(nèi)的光子，由動(dòng)量測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系知： ,x y zh v h vp p p p pcc?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?3322 csx y zhcx y z Vp p p vv ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? 相格的空間體積和相干體積相等： 光子屬于同一光子態(tài) ， 則它們應(yīng)該包含在相干體積之內(nèi) 。 每個(gè)振子發(fā)出的光波是由持續(xù)一段時(shí)間 ?t或在空間占有長(zhǎng)度 c?t的波列所組成 ． 如圖所示 。 相干體積：如果在空間體積 Vc 內(nèi)各點(diǎn)的光波場(chǎng)都具有明顯的相干性 ， 則 Vc 稱為相干體積 。 激光原理與 技術(shù) 一個(gè)相格所占有的坐標(biāo)空間體積 (或稱 相格空間體積 ) 一個(gè)光波模在相空間也占有一個(gè)相格，一個(gè)光波模等效于一個(gè)光子態(tài)。 這表明微觀粒子運(yùn)動(dòng)的 不連續(xù)性 。
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