[理學(xué)]第十二章激光及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用-在線瀏覽
2025-03-10 13:32本頁面
【正文】 一內(nèi)容 2022/2/16 8 美國物理學(xué)家湯斯 Townes ? 1954年，美國哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)教授湯斯和博士后研究生肖洛，制造出一種能產(chǎn)生微波電磁波的受激輻射發(fā)生器 , 1958年，他們二人又在 《 物理評論 》發(fā)表了題為 〈 紅外與光學(xué)激射器 〉 的論文，同時(shí)蘇聯(lián)科學(xué)家普羅霍洛夫及巴索夫也提出了類似的設(shè)想。 上一內(nèi)容 回主目錄 ?返回 下一內(nèi)容 上一內(nèi)容 回主目錄下一內(nèi)容 2022/2/16 10 167。 自發(fā)輻射： 處在高能級的粒子是不穩(wěn)定的，很快就會 躍遷到低能級，多余的能量以光子的形式發(fā)射出來， 這種發(fā)射稱自發(fā)輻射。 受激輻射 處在高能級 E2的原子， 受到能量為 h? =E2E1的外來光子 的 激勵(lì) ，由高能級 E2受激 躍遷 到低能級 E1，同時(shí)輻射出一個(gè) 與激勵(lì)光子全同 (即頻率 、 相位 、偏振狀態(tài) 、 傳播方向等均同 )的光子。物質(zhì)處于反分布狀態(tài)時(shí)，如有光束射入，入射光子的能量正好等于反分布狀態(tài)的兩能級能量之差，則會發(fā)生光子與粒子的完全彈性碰撞，使粒子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)或某下一能級，同時(shí)發(fā)射一個(gè)光子，此光子的能量與入射光子的能量相同，有一致的方向和恒定的位相關(guān)系。 簡單的講：頻率適當(dāng)?shù)墓庾诱T發(fā)高能級的原子發(fā)射光子而躍遷到低能級。 E2 E1 h? 上一內(nèi)容 回主目錄 ?返回 下一內(nèi)容 上一內(nèi)容 回主目錄下一內(nèi)容 2022/2/16 17 激光產(chǎn)生的條件： 粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 光學(xué)諧振腔 合適的激勵(lì)能源 具有亞穩(wěn)態(tài)的工作物質(zhì) 上一內(nèi)容 回主目錄 ?返回 下一內(nèi)容 上一內(nèi)容 回主目錄下一內(nèi)容 2022/2/16 18 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 激光是受激幅射的光，但還存在自發(fā)輻射和吸收， 要使受激輻射超過吸收和自發(fā)輻射才能 實(shí)現(xiàn)光放大 根據(jù)玻爾茲曼能量分布律： kTEEeNN )(1212 ??? 熱動(dòng)平衡下， N2??N1， 即 處于高能級的原子數(shù)大大少于低能級的原子數(shù) —— 粒子數(shù)的正常分布 受激輻射占支配地位 ?粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 高能級上的粒子數(shù)超過低能級上的粒子數(shù) 上一內(nèi)容 回主目錄 ?返回 下一內(nèi)容 上一內(nèi)容 回主目錄下一內(nèi)容 2022/2/16 19 粒子數(shù)正常分布是： 為了有效地產(chǎn)生激光，要改變這種分布，形成 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的狀態(tài)。（ 激勵(lì) 或 泵浦 ） 激勵(lì)方法： 光激勵(lì)、電激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì) 工作物質(zhì)的能級結(jié)構(gòu)： 具有亞穩(wěn)態(tài) (壽命較長 ) 只有具有亞穩(wěn)態(tài)的工作物質(zhì)才能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 上一內(nèi)容 回主目錄 ?返回 下一內(nèi)容 上一內(nèi)容 回主目錄下一內(nèi)容 2022/2/16 21 ①、適當(dāng)?shù)募?lì)系統(tǒng) 組成激光器的第一部分是激勵(lì)系統(tǒng)。 光激勵(lì)的第一種方式：用激光激勵(lì)另種激光器； 光激勵(lì)的第二種方式：用氣體放電激勵(lì)； 光激勵(lì)的第三種方式：用電流激勵(lì)。 激光諧振腔 (激光器的第二大部分 ) 上一內(nèi)容 回主目錄 ?返回 下一內(nèi)容 上一內(nèi)容 回主目錄下一內(nèi)容 2022/2/16 24 b、激光諧振腔的結(jié)構(gòu)： 基本激光系統(tǒng) 部分反射鏡 全反射鏡 激發(fā)能源 激光束 激活激光介質(zhì) 激光器結(jié)構(gòu)原理圖 上一內(nèi)容 回主目錄 ?返回 下一內(nèi)容 上一內(nèi)容 回主目錄下一內(nèi)容 2022/2/16 25 光學(xué)諧振腔 輸出 全反射鏡 （ 100%反射鏡） 部分透光反射鏡 （ 98%反射） 光學(xué)諧振腔 激發(fā)態(tài)原子 基態(tài) 實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的激活介質(zhì) 輻射的光的位相、偏振
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