9成新 日本基恩士激光
理論研究表明,任何工作物質(zhì),在適當的激勵條件下,可在粒子體系的特定高低能級間實(shí)現粒子數反轉。若原子或分子等微觀(guān)粒子具有高能級E2和低能級E1,E2和E1能級上的布居數密度為N2和N1,在兩能級間存在著(zhù)自發(fā)發(fā)射躍遷、受激發(fā)射躍遷和受激吸收躍遷等三種過(guò)程。受激發(fā)射躍遷所產(chǎn)生的受激發(fā)射光,與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方向。因此,大量粒子在同一相干輻射場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生的受激發(fā)射光是相干的。受激發(fā)射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比于入射輻射場(chǎng)的單色能量密度。當兩個(gè)能級的統計權重相等時(shí),兩種過(guò)程的幾率相等。在熱平衡情況下N2<N1,所以自發(fā)吸收躍遷占優(yōu)勢,光通過(guò)物質(zhì)時(shí)通常因受激吸收而衰減。外界能量的激勵可以破壞熱平衡而使N2>N1,
[激光] 激光
這種狀態(tài)稱(chēng)為粒子數反轉狀態(tài)。在這種情況下,受激發(fā)射躍遷占優(yōu)勢。光通過(guò)一段長(cháng)為l的處于粒子數反轉狀態(tài)的激光工作物質(zhì)(激活物質(zhì))后,光強增大eGl倍。G為正比于(N2-N1)的系數,稱(chēng)為增益系數,其大小還與激光工作物質(zhì)的性質(zhì)和光波頻率有關(guān)。一段激活物質(zhì)就是一個(gè)激光放大器。如果,把一段激活物質(zhì)放在兩個(gè)互相平行的反射鏡(其中至少有一個(gè)是部分透射的)構成的光學(xué)諧振腔中(圖1),處于高能級的粒子會(huì )產(chǎn)生各種方向的自發(fā)發(fā)射。
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