《激光產(chǎn)生的必要條》PPT課件

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1、2.黑體輻射當(dāng)黑體處于某一溫度的熱平衡時，其吸收和發(fā)射的電磁輻射能量相等，此時黑體與輻射場之間處于能量平衡狀態(tài)，空腔內(nèi)存在完全確定的輻射場。這種輻射場稱為黑體輻射。一、黑體輻射的普朗克公式1.黑體能夠完全吸收入射到其表面的任何波長的電磁輻射的物體稱為絕對黑體，簡稱黑體第四節(jié)激光產(chǎn)生的必要條件空腔輻射體單色能量密度定義：在單位體積內(nèi)，頻率處于?附近的單位頻率間隔中的電磁輻射能量量綱：J?m-3?s3.黑體輻射的普朗克公式二、二能級系統(tǒng)的三種躍遷1.自發(fā)躍遷定義處于高能級的原子在沒有任何外界作用的情況下，自發(fā)地向低能級躍遷，并發(fā)射光子的過程稱為自發(fā)輻射躍遷，發(fā)出的光輻射稱為自發(fā)輻射。自

2、發(fā)輻射躍遷幾率——自發(fā)輻射躍遷幾率自發(fā)輻射的特點A21只與原子本身性質(zhì)有關(guān)自發(fā)輻射光不相干2.受激吸收定義處于低能級E1的原子在頻率為?的輻射場作用下，吸收一個能量為h?的光子并向E2能級躍遷的過程稱為受激吸收躍遷。受激吸收躍遷幾率其中，B12——受激吸收躍遷愛因斯坦系數(shù)受激吸收躍遷的特點W12與輻射場頻率有關(guān)W12與B12有關(guān)W12與??有關(guān)受激吸收躍遷幾率3.受激輻射定義處于能級E2的原子在頻率為?的輻射場作用下，向E1能級躍遷并發(fā)射與外來光子能量相同的光子的過程稱為受激輻射躍遷。受激輻射躍遷幾率其中，B21——受激輻射躍遷愛因斯坦系數(shù)受激輻射躍遷的特點是在外界輻射場控制下的發(fā)

3、光過程，受激輻射光子與入射光子屬于同一光子態(tài)；受激輻射場與入射輻射場屬于同一模式。在同一入射場的作用下，大量原子產(chǎn)生的受激輻射光屬于同一光波模，是相干光。受激輻射躍遷幾率三、A21、B12、B21的關(guān)系討論向一個狀態(tài)內(nèi)的自發(fā)輻射幾率由一個光子造成的受激輻射幾率＝受激吸收幾率受激輻射幾率＝1.光放大概念的產(chǎn)生四、激光產(chǎn)生的必要條件當(dāng)黑體達(dá)到熱平衡時光的受激輻射放大諧振腔選模激光器2.實現(xiàn)光放大的條件在熱平衡狀態(tài)下，物質(zhì)以吸收光子為主，光通過物質(zhì)被衰減——粒子數(shù)反轉(zhuǎn)泵浦：把原子從低能級激勵到高能級以使在某兩個能級之間實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的過程。產(chǎn)生激光的必要條件：工作物質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分

4、布狀態(tài)激活物質(zhì)（增益介質(zhì)）：處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的物質(zhì)。為反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度