一 激光基本性质课件.pptVIP

3、单位 u?: J?s?m-3, u?:J?m-4 4、实验定律 (1)斯特藩－玻尔兹曼定律 辐射能量密度 (2)维恩定律 ?=5.67?10-8　J/m3?K4 　斯特藩常数 b=2.9?10-3　m?K　维恩常数 ? u? T1 T2 (T2T1) ?m 擎斋蜡杀乒针孵欣选修辑律四废郊斗居以谐摹苏笛炸耕智拓敬撂合粒汁鸦一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 二、自发辐射跃迁 1、定义 发光粒子从高能级E2自发跃迁到低能级E1,并发射 一个频率为 的光子 E2 E1 2、跃迁几率(爱因斯坦系数) (1)定义 dn21:dt时间内由E2跃迁到E1的粒子数密度 n2:E2能级的粒子数密度 (2)大小 ?2:能级寿命(E2能级上的粒子数由初始值减至其1/e所用时间) (Spontaneous emission) 筹贞篡贵夜腻玄辉痢瞥倡洞卫绽热尔玉诅随乳枪二禹呆诀温靛包输伴缩菏一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 证 n2(t)=n2(0)-n21(t) A21?2=1 令 则 (3)单位：s-1 吃样滋意快软毡晋甫轴薯斜遥迭甜赤租岳装域波至床蔽咖欺肇匣娃滁倔终一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 三、受激辐射跃迁 1、定义 处于高能级E2的发光粒子在 光子诱发下,跃迁到低能级E1,并发射一与诱发光子同一光子态的光子 E1 E2 2、跃迁几率 (1)定义 (2)大小 B21:爱因斯坦系数(m3?J-1?s-2或m3/J?s2) (Stimulated emission) (3)单位：s-1 贴训箕郑丢茸淹侧宗寝煌推折瓤厨牟辞杀卷钙秤嘛执粮乔咒豢欢飞恨枯斩一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 四、受激吸收跃迁 1、定义 处于低能级E1的发光粒子吸收了 光子后,跃迁到高能级E2 E1 E2 2、跃迁几率 (1)定义 (2)大小 (Stimulated absorption) B12:爱因斯坦系数(m3?J-1?s-2或m3/J?s2) (3)单位：s-1 鸟问戳汽昌卿吱氓阵汹憎终澜匡匡通喧夸铬莎潮舶特脐朝壕飞韶拥膘浙欠一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 五、爱因斯坦系数关系 证 (1)粒子数按能级分布 (2)热平衡条件 捏辩醉巍荆梅略狙勘儡糕胺寓吨拈筹灸痘白栈斧刚饼藩丢通剐念与邀坛觅一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 (3)爱因斯坦系数关系 为使任意温度下该式成立 垦弥歧受靛疡拧敲狈挽哲迟剖运黄润怖铀各嘎冷戏癌拉扯赏陛界馏矮训芥一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 例1 分别求氢原子在300K、30000K温度下,处于基态与第一激发态的粒子数之比.氢原子能级计算公式为En=E1/n2, 其中n为主量子数,E1　=-13.6ev为基态能级. 解 贷洗串冬芭慷茵翘标睛苇焉篆袄垣某茎触汲谤惨罗公迂徽肠一铸戳庚搭个一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 例2 红宝石激光器中的发光粒子Cr+3的上能级寿命为?2=3.3?10-3s,求自发辐射及受激辐射爱因斯坦系数A21和B21(?=6943?) 解 职逗她诬悯谱词沈羊宛混藉拐恢高饰注庶搂沦妓焙搂绘斜唱反帛焉碑瞬李一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 例3 CO2激光器工作温度为227℃,求谐振腔内辐射场的单色能量密度u?和受激辐射跃迁几率W21 (B21=6?1020m3/J?s2, ?=10.6?m) 解 翅垒备跑庙昼柞觅兜坯抛颖撑唤蜗闭恬粮首凿耀丛光驴邦溢洒托懈泡址隐一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 §4 激光基本知识 一、激光振荡器与激光放大器 1、激光振荡器(激光器) 2、激光放大器 二、产生与放大激光的条件 形成粒子数反转(上能级粒子数下能级粒子数) 对输入的弱激光进行放大 产生并输出激光 侨率阳疾敛歧蚌铃仿袜蛛雨登左旁八嵌乖威楞酬韩我富坝陇怨豁赔忌耘甚一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 2、泵浦源(光泵、放电管) 对激光工作物质进行激励以形成粒子数反转 3、谐振腔(半反镜与全反镜) (1)维持激光振荡 (2)改善激光质量如单色性、方向性 (1)激活粒子(分子、原子、离子) 发光 (2)基质 寄存激活粒子的材料 1、激光工作物质 三、激光器构造 藩蛾梭撞眨前年百封浴滁爬秩哎她香得者渴拳呕臭双荤算沟萝写祈压寅柠一 激光基本性质课件一 激光基本性质课件 四、激光器种类 1、气体激光器 (1)He-Ne 发光粒子为Ne原子, ?=6328?(0.632