第二讲 激光原理 激光器基本结构.ppt

激光原理本节课主要内容按量子力学原理，原子只能稳定地存在于一系列能量不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级”；原子能量的任何变化（吸收或辐射）都只能在某两个定态之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃迁。能级:粒子的内部能量值辐射跃迁和非辐射跃迁3.无辐射跃迁:既不发射又不吸收光子的跃迁(通过与其它粒子或气体容器壁的碰撞、或其它能量交换过程)高能级光与物质相互作用的三种过程设N1、N2—单位体积中处于E1、E2能级的原子数。写成等式受激辐射(stimulatedradiation)则单位体积中单位时间内，从E２E１受激辐射的原子数：W21单个原子在单位时间内发生受激辐射过程的概率。受激辐射过程E2写成等式A21、B21、B12称为爱因斯坦系数。思考：
物质的吸收谱和辐射谱如何形成的？Nd3+的能级劈裂以及氙灯和激光二极管泵浦源发射光谱粒子数反转(populationinversion)必须N2>N1
这种状态称为粒子数反转或者集居数反转。受激吸收总是占优势实现了粒子数反转的物质对光具有增益作用1)实现粒子数反转分布的条件(B)合适的能级结构（合适亚稳态的存在）三能级系统当泵浦光足够强时，有可能使,在能级E2于E1间实现粒子数反转。红宝石激光器的工作物质：红宝石
——是掺有少量铬离子（Cr3+)的（Al2O3)晶体。四能级系统比三能级系统容易实现粒子数反转分布。四能级系统当泵浦光足够强时，有可能使,在能级E3于E2间实现粒子数反转。Nd：YAG激光器是四能级系统氦氖气体激光器是四能级系统产生激光的能级系统(1)要有适当的激光工作物质
(2)要有外界激励源
(3)要有激光谐振腔激光器的组成激光工作物质一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。振荡模式是指能够在谐振腔内存在的稳定的光波基本形式，用TEMmnq表示。小结：产生激光的必要条件(1)红宝石激光器(2)氦氖激光器Thankyou!