技术文章 / 激光技术 / 激光理论_中国光学网

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2007-03-24 19:31:09激光的特性
激光有极高的亮度，大体上说，可以达到比太阳光的亮度还高 100 万亿倍．普通光源的亮度则比太阳光还低．光源的单色亮度 B 由下式表示式中 P 是发光功率，△ S 是发光面积， 2 是光辐射传播的立体角，△是光辐射频谱宽度．激光器的亮度极高，主要源于以下特点： 1 ．方... [阅读全文]
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2007-03-24 19:07:02激光为什么会具有极高的亮度
激光最主要的特性之一便是可以产生高得出奇的亮度，或者说具有极高的发光强度。地球上任何一种已知材料，无论其熔点多高，在强激光照射下1秒钟之内即可开始气化；任何一种金属或钻石，不管其硬度多大，激光均可轻而易举地对它打孔。那么，激光为什么会具有如此高的发光... [阅读全文]
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2007-02-06 15:46:24激光与全息基本技术原理
物质由分子组成，分子由原子组成。实际上原子并不是组成物质的最小粒子，它是由原子核和围绕核旋转的一群电子组成的一个微观系统。旋转的轨道是一组空间的同心园。同心园数量有限，除允许的轨道外，其它轨道不允许电子存在。原子具有内能，内能的大小不能连续变化，是... [阅读全文]
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2007-02-06 15:44:48氢原子跃迁与氢原子光谱
玻尔原子理论第三条假设的跃迁指出：原子从一个定态(设能量为En）跃迁到另一种定态(没能量为EK)时．它輻射和吸收一定频率的光于．光子能量由这两个定态能量差决定，即h=En-Ek 若原于原来处于能级较大的定态激发态．这时原子处于不稳定的能量状态，一有机会让会释放能量... [阅读全文]
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2007-02-06 15:43:43激光起源于原子的发光
激光是光学原理的一种应用，但是究竟要怎么样才能从普通的光线变成激光？这就得先了解原子发光的原理。一个原子从高能阶降到低能阶时，会放出一个光子，叫做自发放光。原子在高能阶时受到一个光子的撞击，就会受激而放出另外一个相同的光子，变成两个光子，叫做受激放... [阅读全文]
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2007-02-06 15:42:28粒子数反转实现光放大过程
在一般情况下，当光子通过发光系统时，光吸收过程和受激辐射过程都有可能发生，而要发生光放大过程，必须使受激辐射过程占优势。理论分析表示，发光原子系统发生受激辐射过程与发生光吸收过程的概率之比，等于处于高能态的原子数 n 2 与处于低能态的原子数 n 1 之比，... [阅读全文]
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2007-02-06 15:32:52原子光谱的规律
在 19 世纪下半期，已了解到稀薄气体发光产生的光谱是不连续的。从 1885 年，瑞士中学教师巴耳末发现描述氢原子光谱规律性的巴耳末公式开始，由大量实验数据分析出原子发射的线光谱是由按照一定规律组成的若干线系构成的。例如，氢原子光谱谱线的波数可用下述的经验公... [阅读全文]
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2007-01-13 16:36:12原子的基态和激发态介绍
基态由量子的观点来看，微观粒子系统（如原子、原子核或其他多粒子体系等）所能具有的各种状态中能量最低的状态（也就是处于最低能级）叫做基态。当原子处于基态时，电子处于离核最近的轨道上，此时原子处于稳定状态。激发态对于微观粒子体系（如原子、原子核）当... [阅读全文]
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2007-01-13 16:35:47光线放大
光线放大在激光潜振腔中通过激发过程完成。原子和分子通常处于基态，或称静息态。当某个分子吸收了能量，它的电子进入更高的能量状态，称为激发态。激态很不稳定，有自发的转向基态的趋势。激态回复到基态，通过光子的形式释放能量。释放光子的波长是由介质中的原子或... [阅读全文]
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2007-01-13 16:35:18光子能量和动量
光具有波动性，又有粒子性，即波粒二象性。光在传播过程中表现出波动性，如干涉、衍射、偏振现象。光在与物质发生作用时表现出粒子性，如光电效应，康普顿效应。例：求波长为20nm紫外线光子的能量、动量。解：... [阅读全文]
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2007-01-13 16:34:48自发辐射介绍
原子、分子或离子等微观粒子从较高的能量量子状态自发地向较低的能量量子状态的过渡，称为自发跃迁。在自发跃迁过程中微观粒子所减少的能量等于两个量子状态能量的差值。这部分能量差值如果转化为体系的热运动，并不发射光子，称为无辐射跃迁；如果以光子的形式发射出... [阅读全文]
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2007-01-13 16:34:12量子跃迁
微观状态发生跳跃式变化的过程。由于微观粒子的状态常常是分立的，所以从一个状态到另一个状态的变化常常是跳跃式的。量子跃迁是状态分立性在状态发生变化时的必然结果。与此种情况不同，在经典物理中粒子的状态常是连续的，所以从一个状态过渡到另一状态是连续变化的... [阅读全文]
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2007-01-13 16:33:38原子能级系统详解
二能级系统如果激光器运转过程中有关的能级只有两个，用有效的激励手段把处于下能级 E 1 的原子尽可能多地抽运到上能级 E 2 。设能级 E 1 和 E 2 上单位体积内的原子数分别为 N 1 和 N 2 ，自发辐射、受激吸收和受激辐射的概率分别为 A 21 、 W 12 和 W 21 。如果能级... [阅读全文]
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2007-01-13 16:32:22爱因斯坦辐射理论
1916年爱因斯坦在一篇关于辐射定律的论文中，首先提出了受激发射的概念。并认为在辐射场达到稳定时，粒子系统吸收的光子数应等于发射的光子数。假定粒子系统的高、低能级能量分别为E 2 和 E 1 ，吸收或发射的光子的能量为 hv=E 2 -E 1 。如果处于高、低能级上的粒子数... [阅读全文]
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2007-01-13 16:31:48原子的辐射跃迁
原子（或分子、离子）总是力图使自己的能量状态处于基态上，被激发到高能级后的粒子，力图回到基态上去，与此同时放出激发时所吸收的能量。基态是粒子能量最平衡最稳定的状态，从高级回到低能级去的过程称为跃迁，跃迁时释放的能量即辐射。跃迁的形式有以下几种： 1、... [阅读全文]
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2007-01-13 16:30:13粒子数按能级的统计分布
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：若 E 2 E 1 ，则两能级上的原子数目之比数量级估计： T ～ 10 3 K ； kT ～ 1.38 10 -20 J ～ 0.086 eV ； E 2 - E 1 ～ 1 eV ；故但要产生激光必须使大量原子激发，并且... [阅读全文]
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2007-01-13 16:29:38产生激光的 5个条件
激光在英文中是LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，意思是受激辐射的光放大。可见，受激幅射是产生激光的首要条件，也是必要条件，但还不是充分条件。如果让这些受激光子一个一个地发射出来，是不能形成强大的能量的。一般的，电子被激发到高能级后... [阅读全文]
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2007-01-13 16:27:36激光的产生原理
处于粒子数反转分布状态的工作物质是如何产生激光的呢？激光谐振腔又起什么作用呢？下面就来回答这些问题。如前所述，处于激发态的原子不能长时间停留在高能级。即使没有外界作用，也会自发地由高能级向低能级跃迁，并辐射一个光子。因为原子的这种自发辐射是完全独... [阅读全文]
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2007-01-13 16:26:52激光是怎样产生的？
在一个原子体系中，总有些原子处于高能级，有些处于低能级。而自发辐射产生的光子既可以去刺激高能级的原子使它产生受激辐射，也可能被低能级的原子吸收而造成受激吸收。因此，在光和原子体系的相互作用中，自发辐射、受激辐射和受激吸收总是同时存在的。如果想获得越... [阅读全文]
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2007-01-14 00:23:34光的本性
很久以来，人们对光就进行了各种各样的研究。光到底是什么东西呢？这个问题困扰了许多有才智之士。古希腊哲学家们认为光是高速运动的粒子流。凡是发光的物体，例如太阳，都能发出这样的粒子流。当这些微小的粒子流接触到眼睛上时，就引起了人们对光的感觉。对于光的研... [阅读全文]
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