材料的光学性能课件课件.pptVIP

(1)使非轴向光逸出腔外,轴向光来回反射;(2)延长介质长度,增强光放大;光学谐振腔的作用：(3)使激光具有极好的方向性,只沿轴线发射;(4)使激光具有极好的单色性（选频性）.对于可能有多种跃迁的情况，利用光的干涉条件谐振腔的长度与波长满足:不满足此频率的光将得不到加强而被淘汰.*5、增益和损耗激光器内受激辐射光来回传播时，并存着增益和损耗增益——光的放大；损耗——光的吸收、散射、衍射、透射（包括一端的部分反射镜处必要的激光输出）等。*1）．激光在工作物质内传播时的净增益设ｘ＝0处，光强为I0ｘ：Iｘ+dx：I+dI有dI?Idx写成等式dI=GIdx定义：增益系数G(gaincoefficient)激光形成阶段：增益＞损耗激光稳定阶段：增益＝损耗*即单位长度上光强增加的比例。一般G不是常数。为简单起见，先近似地认为G是常数。IdxdIG=òò=x0II0IdIGdx0IIlnGx=Gx0eII=*2）.考虑激光在两端反射镜处的损耗I0?激光从左反射镜出发时的光强。I1?经过工作物质后，被右反射镜反射出发时的光强。I0输出全反射镜部分反射镜I1LI2?再经过工作物质，并被左反射镜反射出发时的光强。I2R1、R2?左、右两端反射镜的反射率。*显然有I1=R2I0eGLI2=R1I1eGL=R1R2I0e2GLI2=R1I1eGL所以在激光形成阶段即：R1R2e2GL1或须I2/I01输出部分反射镜I1LI2mGRRlnLG=21121Gx0eII=Q*式中Gm——称为阈值增益，即产生激光的最小增益。在激光稳定阶段即光强增大到一定程度后须I2/I0=1两个问题：（1）、在激光的形成阶段GGm,光放大，怎么光强不会无限放大下去？原因是实际的增益系数G不是常量,当I?时，会G?。不会!mGRRlnLG==21121*（2）、在激光的稳定阶段怎么又会G=Gm?这是由于光强增大伴随着粒子数反转程度的减弱。（负反馈）当光强增大到一定程度，G下降到Ｇm时，增益=损耗，激光就达到稳定了。通常称-----为阈值条件。(thresholdcondition)mGRRLG=3211ln21*5.5.5激光材料电激励为主的半导体激光材料通过分立发光中心吸收光泵能量后转换成激光输出的发光材料*5.6光纤、磁光、光电和非线性光学效应5.6.1光导纤维光导纤维简称光纤，是利用光的全反射原理制作的一种新型光学元件，是由两种或者两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维。光纤的直径一般为几微米至几十微米，由芯线和外涂层组成。一般要求芯料的透光率高，在纤芯外面覆盖直径100-150?m的包层和涂覆层。包层的折射率比纤芯略低，并且要求芯料和涂料的折射率相差越大越好。热性能：要求两种材料的热膨胀系数相接近*光纤的分类：按材质分：无机光导纤维：单组份、多组分高分子光导纤维光纤的应用：光纤通信*5.6.2磁光效应与磁光盘磁光效应是指处于磁化状态的物质与光之间发生相互作用而引起的各种光学现象。包括法拉第效应、克尔磁光效应、塞曼效应和科顿-木顿效应。这些效应均起源于物质的磁化，在外磁场作用下呈现光学各向异性，使得通过材料的光波偏振态发生改变，反映了光与磁性物质间的联系。1、法拉第效应由磁场引起的振动面旋转的现象，称为磁致旋光，也称为法拉第旋转效应。*一束偏振光透过置于磁场中的物质时，若磁场方向与光束平行，则光的偏振面会发生旋转，旋转角?与样品长度L、磁感应强度B之间有下列关系：??L磁致旋光物质B?=VLB磁致旋光效应发生地原因是由于物质内部原子或分子中的电子，在强大的外磁场作用下引起旋进式运动所致*2、磁光克尔效应线偏振光入射到磁化介质表面时其反射光的偏振面发生偏转，这种由反射而引起的偏振面旋转的效应叫克尔效应。按磁化强度和入射面的相对取向来区分克尔效应还可分成极向、横向和纵向三类。极向和纵向克尔磁光偏转都正比于