第1节激光 1960年，第一台激光器：红宝石激光器 一、 激光的主要特性 1、光强大 红宝石巨脉冲激光器：10W,亮度为太阳的200亿倍！ 2、方向性好 激光的发散角0<0.001rad 3、单色性和相干性好 频率宽度△y 相干长度D 普通单色光源 107~10°Hz 1mm ~10cm 激 光 0.1Hz 上千公里 二、光和原子的相互作用 1、受激吸收：处于低能级的原子吸收一个频率为v的光子 跃迁致高能级 E, 6? M v=E-E v hy hy E E 激发态的平均寿命r≈10-8s 2、自发辐射：处于高能级的原子在不受外界因素影响的条件 下，自发地由高能级向低能级跃迁所产生的辐射 特点：与外界条件无关，不可控制，各原子产生的辐射互 不相关，各个光子的频率、位相、偏振态和传播方向各不 相同，光的单色性和相干性差 3、受激辐射 处于高能级的原子在频率为 E v=E,-E的外来光子的作 P M h hy M 用下由高能级向低能级跃迁 所产生的辐射 E 特点：所产生的两个光子的运动状态完全相同，即两个光子的 频率、位相、偏振态和传播方向完全相同，单色性和相干性好 普通光源：以自发辐射为主 激光光源：以受激辐射为主 三、受激辐射光放大过程粒子数反转分布 MM ME s WW M M M s P hV M u M M 受激辐射光放大过程 11 第 1 节 激 光 1960 年，第一台激光器：红宝石激光器 一、激光的主要特性 1、光强大 红宝石巨脉冲激光器：10 9W ，亮度为太阳的 200 亿倍！ 2、方向性好 激光的发散角  0.001rad 3、单色性和相干性好 频率宽度 相干长度 L 普通单色光源 Hz 7 9 10 ~ 10 1mm ~ 10cm 激 光 0.1Hz 上千公里 二、光和原子的相互作用 1、受激吸收：处于低能级的原子吸收一个频率为 的光子 跃迁致高能级 E2 E2 h h E2  E1   h E1 E1 激发态的平均寿命 s 8 10    2、自发辐射：处于高能级的原子在不受外界因素影响的条件 下，自发地由高能级向低能级跃迁所产生的辐射 特点：与外界条件无关，不可控制，各原子产生的辐射互 不相关，各个光子的频率、位相、偏振态和传播方向各不 相同，光的单色性和相干性差 3、受激辐射 处于高能级的原子在频率为 的外来光子的作 h E2  E1   用下由高能级向低能级跃迁 所产生的辐射 特点：所产生的两个光子的运动状态完全相同，即两个光子的 频率、位相、偏振态和传播方向完全相同，单色性和相干性好 普通光源：以自发辐射为主 激光光源：以受激辐射为主 三、受激辐射光放大过程 粒子数反转分布 受激辐射光放大过程 h h E2 E1