第十三章光谱激光X射线.ppt

文档介绍：第十三章 激光和X射线
第十三章光谱激光X射线
激 光
第十三章光谱激光X射线
、自发辐射、受激辐射
如果原子因受满足频率条件的光的激励而跃迁到
较高能态，这种过程就称为受激吸收。
受激吸收
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没有外界作用，原子自发地由高能态跃迁到低
能态，并辐射一个光子，这种过程叫自发辐射。
自发辐射
各个原子自发辐射的光是非相干光
自发辐射
第十三章光谱激光X射线
若原子受到一个满足频率条件的外来光子的激励，由高能态跃迁到低能态，则辐射出另一同
频率的光子来，这种过程叫做受激辐射。
受激辐射
各个原子受激辐射的光是相干光
自发辐射
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在通常情况下，原子在各能级上的分布服从
玻尔兹曼分布定律，即在低能级上的原子数较多,
光通过物质时，受激吸收占优势。
激光就是由受激辐射产生的被放大了的相干光。
激光的英文名为“light amplification by stimulated
emission of radiation”第一个字母的缩写。
在通常状态下，三种跃迁同时存在，受激吸收使光子数减少，受激辐射使光子数增加。哪种跃迁占优势取决于高低能级的原子数。
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（1）粒子数反转
要使受激辐射占优势，必须使处在高能级的原子数多于低能级的原子数，这种分布与正常分布相反，称为粒子数布居反转分布。
粒子数反转
存在粒子数反
转分布的物质称为
激活介质。

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在激活介质的
两端安置两块反射
镜面，一个是全反
射镜，一个是部分
反射镜，这对反射
镜面及其间的空间
称为光学谐振腔。
（2）光学谐振腔
要得到方向性和单***很好的激光，还必须采
用光学谐振腔。
光学谐振腔
产生激光的基本条件
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最初的受激辐射源于自发辐射，只有与反射
镜轴向平行的一定波长的光能在激活介质内来回
反射，雪崩式地放大，在一定条件下形成稳定的
强光光束，从部分反射镜面输出，得到激光。
光学谐振腔对光的方向选择性
产生激光的基本条件
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（3）阈值条件
在谐振腔内，除了有光的增益，还存在
工作物质对光的吸收、散射以及反射镜的吸
收和透射等造成的各种损耗，只有当光在谐
振腔内来回一次所得的增益大于损耗时，才
能形成激光。增益大于损耗的条件称为阈值
条件。
产生激光的基本条件
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