[理學(xué)]激光物理論文-在線瀏覽
2025-03-05 07:05本頁面
【正文】 受激輻射的光子與外來光子的特性完全相同， 即：頻率、位相、偏振和傳播方向完全一樣，因此受激輻射與外來輻射是相干的，換句話說外來輻射被 “放大” 了光與原子體系相互作用，總是同時存在吸收、自發(fā)輻射和受激輻射三個過程。設(shè)原子體系體積元為dV，截面積為S，t為輻射時間，長度沿z軸。也就是說吸收過程總是勝過受激輻射過程。因此粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件。激光發(fā)射的第二個條件是必須有一個起正反饋、諧振和輸出作用的光學(xué)諧振腔。因為激發(fā)態(tài)的粒子是不穩(wěn)定的，它們在激發(fā)態(tài)的壽命時間范圍內(nèi)會紛紛跳回到基態(tài)，形成自發(fā)輻射，這些光子射向四面八方。在諧振腔中，偏離工作物質(zhì)軸向的光子逸出腔外，只有沿著軸向傳播的光子在諧振腔兩端反射鏡作用下才能往返傳播。受激輻射發(fā)出的光子與引起受激輻射的光子有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振狀態(tài)。這種雪崩式的光放大過程使得諧振腔內(nèi)沿軸線方向的光量驟然增大，并從諧振腔的部分反射鏡端射出，這就是激光束。如反射鏡的洗后、投射和衍射，工作物質(zhì)不均勻所造成的折射或散射等。那就不可能在光學(xué)諧振腔內(nèi)形成雪崩式的光放大過程。式中 R1和R2分別為諧振腔兩塊反射鏡的反射率，a(v)為工作物質(zhì)的增益系數(shù)， L為兩個反射鏡的間距。若小于1，就意味著往返一次后光強減弱。此外，只有當粒子反轉(zhuǎn)數(shù)達到一定數(shù)值時，光的增益系數(shù)才足夠大。電磁感應(yīng)透明通過量子干涉效應(yīng)，能使不透明的介質(zhì)變?yōu)橥该?，使介質(zhì)對探測光（尤其重要的是對弱探測光）的吸收幾乎為零，
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