光线量子论研究掺铒磷酸盐玻璃微球中发光形貌共振.pdfVIP

光线量子论研究掺饵磷酸盐玻璃微球中 发光的形貌共振 张 靓 吕景文2 陈亚孚， (1长春理工大学理学院 长春 130022; 2 长春理工大学材料学院 长春 130022) 摘 要:本文分析介绍了微球腔研究理论的发展历史，在对各种微球腔研究理 论进行分析的基础上，提出了建立全量子化的微球腔理论的必要性，由此引入近年 来由我国科学工作者研究所得的光线量子论，光线量子论是由光线光学中的费马原 理出发，根据Hamilton光学，引入量子力学理论建立起来的，是一个非相对论的 量子化的光学理论。实验制备了掺裤磷酸盐玻璃微球腔，侧试了其荧光光谱，对所 得出的荧光光谱进行分析。并用光线量子论研究理论分析了其微球腔内荧光的形貌 共振，在理论分析的基础上，得到了获得单模激光振荡的条件，并提出了改进制备 掺解磷酸盐玻璃微球的一些建议。 关键词:微球腔理论 光线量子论 形貌共振 掺锌磷酸盐玻璃 玻璃微球 StudyonMorphology一DependentResonances inEra十，Yb3+Co一DopedPhosphateGlass MicrospherewithRay一opticsQuatumMechanics Abstract:Thehistoryoftheoryonmicrosphereisintroducedinthispaper.Basedon theanalysisoftheory onmicrosphere，theneedofconstructingatotallyquantized microspheretheoryisputforward.Thus，theray-opticsquantummechanicsinitiatedby theresearchersinourcountryisintroduced.Ray-opticsquantummechanicsoriginatesfrom Fermatprincipleinrayoptics，andwiththehelpofHamiltonopticsandquantumtheory， itdevelopsintoanon-relativisticquantizedopticaltheory.Era+dopedphosphateGlass microsphereisfabricated.TheFluorescencespectraofthemicrospheresisalsobeen measuredandanalysed.Withthehelpofray-opticsquantummechanics，themorphology 一dependentresonancesoffluorescenceinmicrosphereisanalysed.Basedonthe theoreticalanalysis，theconditionofGettingsingle-modelaseroscillationisderived Keywords:microspheretheory ray-opticsquantummechanics Era十doped phosphateGlassglassmicrosphere ·506 · 一、引 言 对于微球腔的研究由来已久，早在20世纪初，G.Mie等人就建立了平面电磁波被均匀 球散射的基本理论，即Mie散射理论，并由此推导出了微球的散射系数、吸收系数和消光系 数的表达式，这些系数的大小明显地依赖于电磁波的波长及微球的直径，当固定微球的直 径，电磁波的波长取一系列特定值 (也称为该球的自然频率)时，这些系数会明显增强， 出现共振现象。不仅光与小尺寸粒子相互作用会产生许多新的效应，同时，光子限制在一个 腔中时，也会影响光子所表现的特性。但Mie散射理论依然是由电磁波的概念和Maxwell方 程理论出发的，即从波动光学派生出来的，只体现了光在介质中传播的波动性，没有反映光 的粒子性。 20世纪40年代之前，原子的自发发射一直被认为是物质的固有属性。1946年Purcell 在进行核磁共振研究时首先指出，当考虑原子与真空场组成的整个系统时，原子的自发辐射 衰减会因电磁环境的变化而改变。1963