2014第21章激光半导体.pdfVIP

§21.2 激光 激光 （Laser ），它的全名是： “受激辐射而引起的光放大” （Light amplification by stimulated emission of radiation ） 世界上第一台激光器诞生于1960年。 此前，1954年制成了受激发射的微波放大器 —— 梅塞 （Maser ）。 它们的基本原理都是基于1916年爱因斯坦 提出的受激辐射理论。 一. 原子的激发和辐射 1. 吸收 若原子处在某个能量为E 的低能级，另有某个 1 能量为E 的高能级。当入射光子的能量h 等于 2 E E 时，原子就可能吸收光 E ● N 2 1 2 2 子而从低能级跃迁到高能级， h 这个过程称为吸收。 E1 ● N1 2. 自发辐射 原子处于激发态是不稳定的， E2 h 会自发的跃迁到低能级，同时放 出一个光子，这叫自发辐射。 E1 3. 受激辐射 原子中处于高能级 的电子,会在外来光子(其频率 E 2 恰好满足h E E ) 的诱发下向低能级 跃迁, 并发 2 1 E1 出与外来光子一样特征的光子, 这叫受激辐射. E2 . E2 。 h h h E E . 1 1 三种过程同时存在。 普通光源 自发辐射占优势 发光机制 激光光源受激辐射占优势 在受激辐射占优势时，可以实现光放大。 怎样才能使受激辐射占优势？ N2 N2 h E h E N1 N1 必须 dN 21   dN 12       dt 受激  dt 受激 辐射 吸收 N N