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1、 普通光源-自发辐射激光光源-受激辐射激光 (Laser)， 它的全名是“辐射的受激发射光放大”。激 光1一. 特点：方向性极好（发散角10 -4弧度）脉冲瞬时功率大（可达10 14瓦）空间相干性好，有的激光波面上各个点都是相干光源。时间相干性好（10 - 8埃），相干长度可达几十公里。相干性极好亮度极高2按工作方式分连续式（功率可达104 W）脉冲式（瞬时功率可达1014 W ）三 . 波长：极紫外可见光亚毫米(100 n m ） （1.222 m m ）二 . 种类：固体（如红宝石激光器世界上第一台激光器 液体（如某些染料）气体（如He-Ne，CO2）半导体（如砷化镓 GaAs） 按工作物
2、质分31 粒子数按能级的统计分布 原子的激发由大量原子组成的系统，在温度不太低的平衡态，原子数目按能级的分布服从玻耳兹曼统计分布： 4若 E2 E 1，则两能级上的原子数目之比 5但要产生激光必须使原子激发;且 N2 N1,称粒子数反转.原子激发的几种基本方式：1气体放电激发2原子间碰撞激发3光激发(光泵)62 自发辐射 受激辐射和吸收 一. 自发辐射设 N1 、N2 单位体积中处于E1 、E2 能级的原子数。 单位体积中单位时间内，从E2 E1自发辐射的原子数： E2E1N2N1h7写成等式 21 自发辐射系数，单个原子在单位时间内发生自发辐射过程的概率。 各原子自发辐射的光是独立的、无关的
3、 非相干光 。8二受激辐射E2E1N2N1全同光子hB21受激辐射系数9受激辐射光与外来光的频率、偏振方向、相位及传播方向均相同(相干光）-有光的放大作用。10三 . 吸收E2E1N2N1h上述外耒光也有可能被吸收，使原子从E1E2。写成等式B12 吸收系数 11A21 、B21 、B12 称为爱因斯坦系数。爱因斯坦在 1年从理论上得出爱因斯坦的受激辐射理论为六十年代初实验上 获得激光奠定了理论基础。B21 = B12123 粒子数反转 一. 为何要粒子数反转从E2 E1 自发辐射的光，可能引起 受激辐射过程，也可能引起吸收过程。必须 N2 N1（ 粒子数反转）。产生激光必须 134 增益系数
4、激光器内受激辐射光 来回传播时，并存着 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。 激光形成阶段：增益 损耗 激光稳定阶段：增益 损耗增益损耗14在激光的形成阶段G Gm , 光放大在激光的稳定阶段 G = Gm通常称 -为阈值条件。 155 光学谐振腔激光器有两个反射镜， 它们构成一个光学谐振腔。激励能源 全反射镜部分反射镜激光16光学谐振腔的作用：1.使激光具有极好的方向性（沿轴线）；2.增强光放大作用（延长了工作物质）；3.使激光具有极好的单色性（选频）。对于可能有多种跃迁的情况， 可以利用阈值条件来选出一种跃迁。17小结：产生激光的必要条件. 激励能源（使原子激发）. 粒子数反转（有合适的亚稳态能级）.光学谐振腔（方向性，光放大，单色性）18激光的特性及其应用方向性极好的强光束-准直、测距、切削、武器等。相干性极好的光束-精密测厚、测角，全息摄影等。19
