光的受激辐射.ppt
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1.3光的受激辐射黑体辐射辐射能量密度公式黑体辐射曲线光与物质的作用自发辐射自发辐射跃迁速率与自发辐射系数辐射过程中E2能级粒子数变化规律自发辐射时E2能级上粒子的平均寿命单位体积自发辐射的总光功率受激辐射受激辐射的特点受激辐射跃迁速率与受激辐射系数受激辐射几率受激吸收受激吸收跃迁速率与受激吸收系数受激吸收几率1.3.3自发辐射、受激辐射和吸收之间的关系A21、B21、B12三个系数的关系波尔兹曼分布确定的辐射能量密度三个爱因斯坦系数的内在联系一点讨论自发辐射光功率与受激辐射光功率比较激光光源打破了热平衡
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光的受激辐射基本概念http://www.jiepu.com/index.html光纤的端面和折射率分布提要玻耳兹曼分布(3)若E1为基能级且E2距E1较远,即E2-E1较大,则n2<<n1光的受激辐射一.经典辐射理论3.黑体辐射理论描述物体处于热平衡状态时吸收和辐射能量的宏观特征及其规律。06.瑞利--金斯公式——1900年瑞利--金斯利用经典电动力学和统计力学(将固体当作谐振子且能量按自由度均分原则及电磁辐射理论)得到一个公式,7.普朗克量子假设:三.光和物质的相互作用2.光频电磁场与物质的三种相互作
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第三章激光产生原理因辐射与温度有关,故称热辐2.黑体能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体.(黑体是理想模型)3.黑体辐射:由黑体发射的电磁辐射,又称热平衡辐射(因这时黑体与辐射场达到了热平衡,即它从辐射场吸收的辐射能量等于它发射的电磁辐射的能量)1900年德国物理学家普朗克导出了一个公式:“普朗克公式”经典辐射理论1.爱因斯坦粒子模型2.光频电磁场与物质的三种相互作用过程(b)自发发射系数A21:设E2上粒子数(密度)为n2,时间dt内、单位体积内经自发发射从E2跃迁到E1的粒子数为d
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1.3.1黑体热辐射在量子假设的基础上,由处理大量光子的量子统计理论得到真空中与温度T及频率的关系,即为普朗克黑体辐射的单色辐射能量密度公式光与物质的相互作用有三种不同的基本过程:上式可改写为:2.受激辐射(4)令,则有:式中B12称为爱因斯坦受激吸收系数1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系将上式与第三节中由普朗克理论所得的黑体单色辐射能量密度公式比较可得:1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率