文档介绍：第二部分
光波的特性
激光的基本原理及特性
一、光波的特性
(一)、光波与电磁波、麦克斯韦电磁方程
1、电磁波谱
光是一种电磁波,X 射线、射线也都是电磁波。它们的电磁特性相同,只是频率
或波长不同而已。将电磁波按其频率或波长的次序排列成谱,则称为电磁波谱。通常所
说的光学区域或光学频谱包括:红外线、可见光和紫外线。由于光的频率极高1012~1016
Hz(1014~1015Hz),一般采用波长表征,光谱区域的波长范围约从1 mm到10 nm。

远红外(1 mm ~ 20 m)
红外线(1 mm ~ m) 中红外(20 m ~ m)
近红外( m ~ m)
红色 (760 nm ~ 630 nm)
橙色(630 nm ~ 600 nm)
黄色(600 nm ~ 570 nm)
可见光(760 ~ 380 nm) 绿色(570 nm ~ 490 nm)
青色 (500 nm ~ 450 nm)
蓝色(450 nm ~ 430 nm)
紫色(430 nm ~ 380 nm)
近紫外(380 nm ~ 300 nm)
紫外光(380 ~ 10 nm) 中紫外 (300 nm ~ 200 nm)
真空紫外(200 nm ~ 10 nm)
激光的基本原理及特性
波长
/ m
无线电波
微波
红
外
线
紫
外
线
可
见
光
X
射线

射线
宇宙射线
1
m
103
m
106
mm
109
10-3
10-6
10-9
nm
波长
/ nm
106
10
200
390
455
492
577
597
622
760
5x103
6x103
4x104
300
极
远
远
近
极
远
远
中
近
红
橙
黄
绿
蓝
紫
电磁波谱图
第二部分
光波的特性
激光的基本原理及特性
2、麦克斯韦电磁方程
根据光的电磁理论,光波具有电磁波的所有性质,这些性质都可以从电磁波的基本方程-麦克斯韦方程组推导出来。
麦克斯韦方程组的微分形式:
• D = 
• B = 0
 x E = - ( B/ t)
 x H = J + ( D/ t)
式中:D、E、B、H 分别表示电感应强度(电位移矢量)、电场强度、磁感应强度、磁场强度; 是自由电荷密度、 J是传导电流密度。这种微分形式的方程组将空间任一点的电、磁场联系在一起,可以确定空间任一点的电、磁场。
3、物质方程
D =  E
B =  H
J =  E
式中: = 0 r 为介电常数,描述介质的光学性质。0 是真空中介电常数, r 是相对介电常数; = 0r 为介质磁导率,描述介质的磁学性质。0 是真空中磁导率,r 是相对磁导率;为电导率,描述介质的导电特性。
注:若介质的光学性质是各向异性的,则、和应当是张量。
第二部分
光波的特性
激光的基本原理及特性
4、波动方程
在各向均匀的介质中,在远离辐射源,不存在自由电荷和传导电流的区域,
此时麦克斯韦方程组简化为:
• D = 0
• B = 0
 x E = - ( B/ t