对激光原理的初步了解
光電子技術課程,這門課是光與電的交叉學科,光的基礎課程是激光原理,半導體專業的基礎課程是半導體物理。所以在課前,我們需要簡單了解一些激光原理的知識。
1.激光器的三個組成部分:
①激光工作物質(又稱增益介質,工作物質)
②光學諧振腔
③激勵能源(pump,泵浦)
2.制造出各種激光器的關鍵是粒子數反轉。
兩能級間受激輻射幾率與兩能級粒子數差有關。在通常情況下,處于低能級E1的原子數大于處于高能級E2的原子數,這種情況得不到激光。要想得到激光,就要設法使處于高能級E2的原子數大于處于低等級E1的原子數。該過程稱為粒子數反轉。
接下來學習了相關性的光子描述:
????光子的運動質量可用算出。光子靜止時是沒有質量的,這一點可以由測不準原理(粒子的質量和位置不能同時被測定)得出,由于這時光子的位置是確定的,所以它的質量也就沒有意義了。
? ? 光子的自旋量子數是整數,這是光子與電子不同的地方。一個相格很小,在波矢空間中,一個光波模式所占的體積。單位頻率間隔的模式數,在推導愛因斯坦關系式時要用。
光子的相干性:在不同的空間點上、在不同的時刻的光波場的某些特性(例如光波場的相位)的相干性。相格的空間體積等于相干體積。
光子的簡并度:處于同一個光子態的光子數。①同態光子數,同一模式內的光子數。②處于相干體積內的光子數。③處于同一相格內的光子數。
接下來介紹了光和物質(原子、分子、離子,統稱粒子)相互作用的三種過程:自發輻射(Spontaneous Emission),受激吸收(Stimulated absorption),受激輻射(Stimulated Emission)。
1.自發輻射(Spontaneous Emission)
?
特征:隨機發光,發出的光子不相關(相位,傳播態,偏振方向是隨機的),發出光子的能量分布在許許多多個模式上。
自發輻射幾率(Spontaneous transition rate),指的是能級21躍遷的特征參數。 受激躍遷中,受激頻率為的光場作用,受激輻射的光子具有完全相同的相位、偏振態和傳輸方向。2.受激吸收(Stimulated absorption)
受激吸收幾率3.受激發射(Stimulated Emission)
受激發射幾率
單色能量密度
總結
以上是生活随笔為你收集整理的对激光原理的初步了解的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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