自發(fā)輻射激光光源

激光現代光學基礎沒有試驗家,理論家就會迷失方向。沒有理論家,試驗家就會遲疑不決。一般光源-----自發(fā)輻射

激光光源-----受激輻射激光又名鐳射(Laser)，它的全名是“輻射的受激放射光放大”。(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation)激光的獨創(chuàng)愛因斯坦的預見受激輻射是一種在外界作用下發(fā)生的輻射，在這個過程中，輻射場光子是對諧振子及分子做功，使其做受迫振動，從而變更了分子的能量。由于輻射場與分子之間的位相不同，這種能量可正可負，假如輻射場光子對諧振子作正功，分子將從低能級躍遷到高能態(tài)，分子吸取能量；相反，若是對諧振子做負功，分子將從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)，分子釋放出確定能量的光子。這就是受激輻射過程。微波輻射器的獨創(chuàng)物理學家湯斯在1960年7月，梅曼宣布第一臺紅寶石激光器（rubylaser)誕生了。20世紀50年頭，美國科學家湯斯等人，以及原蘇聯的科學家普羅克霍洛夫等人獨立獨創(chuàng)了一種極低噪音微波放大器——輻射受激放射微波放大器（maser）1958年美國湯斯和肖洛提出，在確定條件下，可將上述微波激射器的原理，推廣至光波段?！芗し派涔獠ǚ糯笃鳎╨aser）這是光學史上的重大里程碑，也是科學史上的重要里程碑§2自發(fā)輻射受激輻射和受激吸取一.自發(fā)輻射(spontaneousradiation)E2E1N2N1h各原子自發(fā)輻射的光是獨立的、無關的非相干光。二．受激輻射

(stimulatedradiation)E2E1N2N1全同光子h受激輻射光與外來光的頻率、偏振方向、相位及傳播方向均相同------有光的放大作用。三.受激吸取(absorption)E2E1N2N1h上述外來光也有可能被吸取，使原子從E1E2。愛因斯坦的受激輻射理論為六十年頭初試驗上獲得激光奠定了理論基礎。

§3激光產生的必要條件一.粒子數反轉(populationinversion)由大量原子組成的系統(tǒng)，在溫度不太低的平衡態(tài)，原子數目按能級的分布聽從玻耳茲曼統(tǒng)計分布：若E2>E

1，則兩能級上的原子數目之比但要產生激光必需使原子激發(fā);且N2>N1,稱粒子數反轉(populationinversion)在受激輻射放大過程中，明顯將削減處于高能態(tài)的原子數，直至新的平衡態(tài)又重新建立，從而破壞了粒子數反轉狀態(tài)，為了保持原子系統(tǒng)的粒子數反轉狀態(tài)，需不斷地將原子從低能態(tài)抽運至高能態(tài)，需將能量注入原子系統(tǒng)，以維持激光運轉所必需之能量?！獗茫╫pticalpumping）二、光泵（激勵源）（opticalpumping）光泵可以是電學的，化學的，熱學的，光學的方法三.光學諧振腔(opticalharmonicoscillator)激光器有兩個反射鏡，它們構成一個光學諧振腔。激勵能源全反射鏡部分反射鏡激光小結：產生激光的必要條件

ｌ.激勵能源（使原子激發(fā)）２.粒子數反轉（有合適的亞穩(wěn)態(tài)能級）３.光學諧振腔（方向性，光放大，單色性）