激光原理（高福斌）2.2速率方程组与粒子数反转-GFB.pdfVIP

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2017-07-13 发布于浙江
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激光原理（高福斌）2.2速率方程组与粒子数反转-GFB.pdf

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激光原理激光原理激光原理激光原理高福斌高福斌高福斌高福斌 gaofubin@163gaofubin@163.comcom 2013.10.20 高福斌高福斌 1/34 2.2 速率方程组与粒子数反转 (!可实现粒子数反转的几种量子系统) 回顾回顾——实现粒子数反转的两个必要条件: ①① 工作物质粒子有适当的能级结构工作物质粒子有适当的能级结构 ②有合适的激励能源前瞻——分析方法: 速率方程方法以及速率方程的求解步骤速率方程方法: 分析粒子系统能否实现反转的一种方法速率方程 : 描述各能级粒子数(密度)变化速率的方程组高福斌高福斌 2 /34 速率方程的求解步骤: dndn (1) 列出速率方程: i ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ i 1, 2, 3, , n dt n是是粒子参子参予光光和物质相物质相互作作用的能的能级总数总数。若若粒子有n个能级, 则可列出n个方程, 其中(n-1)个独立。 (2) 求出速率方程的稳定解(数学解): dn n i j 求出稳态下求出稳态下 (( 00))各能级的粒子数各能级的粒子数, 或比值或比值 dt n i 其中 n —激光上能级粒子数,n —激光下能级粒子数 jj i 稳态：达到动态平衡时; 稳态下各能级粒子数密度 dn 不再变化不再变化 ((即即 i 00))。 dt n ((3)) 确定定粒子数反转((即 j 1 )) 的物理条件((物理解)) n i 高福斌高福斌 3 /34 2.2.1 三能级系统和四能级系统一. 二能级级系统 *(光与粒子