文档介绍：第八章
现代光学基础
11/11/2017
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现代光学基础
普通光源-----自发辐射
激光光源-----受激辐射
前言
激光(Laser), 全名是“辐射的受激发射光放大”。
(Light Amplification by Stimulated Emission
of Radiation)
第八章现代光学基础
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§8-1 原子发光的机理
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:
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若 E2 > E 1,则两能级上的原子数目之比
数量级估计:
T ~103 K;
kT~×10-20 J ~ eV;
E 2-E 1~1eV;
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但要产生激光必须使原子激发;且 N2 > N1,
称粒子数反转(population inversion)。
原子激发的几种基本方式:

(光泵)
演示
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一. 吸收(absorption)
E2
E1
N2
N1
h
上述外耒光也有可能被吸收,
使原子从 E1E2。
§8-2 光与原子相互作用
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单位体积中单位时间内因吸收外来光而从
E1E2 的原子数:
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写成等式
B12吸收系数
令 W12=B12 (、T)
W12 单个原子在单位时间内发生
吸收过程的概率。
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A21 、B21 、B12 称为爱因斯坦系数。
爱因斯坦在 1917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。
没有实验家,理论家就会迷失方向。
没有理论家,实验家就会迟疑不决。
B21 = B12
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二. 自发辐射(spontaneous radiation)
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:
E2
E1
N2
N1
h
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