激光1激光(Laser)

——受激輻射光放大（LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation）世界上第一臺激光器——紅寶石激光器T.H.Maiman，19602⒈激光的特性⑴方向性好——發(fā)散角：10-3~10-6rad⑵強度高——強度可達1017W/cm2(氧炔焰~103W/cm2)激光器輸出功率：連續(xù)可達105W脈沖可達1014W⑶單色性好——

：10-6~10-9nm⑷相干性好——是相干光

3⒉激光的應(yīng)用激光測距：月－地距離誤差～幾cm激光加工：打孔、切割、焊接、表面處理激光醫(yī)療：激光手術(shù)刀，視網(wǎng)膜焊接，角膜切割，腫瘤診斷（光動力學(xué)方法），創(chuàng)傷愈合，針灸、美容等軍事：激光制導(dǎo)，束能武器，激光致盲信息技術(shù)：光通信，信息存儲，全息照相4⒊激光的產(chǎn)生⑴受激輻射①光的吸收：h

——原子吸收入射光子(h=Eh-El)，從低能態(tài)(El)躍遷到高能態(tài)(Eh).EhEl5②自發(fā)輻射(spontaneousradiation)：h

——處于高能態(tài)(Eh)的原子，在沒有外界作用下，自發(fā)躍遷到低能態(tài)(El)，并發(fā)出一個光子(h=Eh-El).EhEl6h

h

h

③受激輻射(stimulatedradiation)：——處于高能態(tài)(Eh)的原子，受入射光子(h=Eh-El)的誘導(dǎo)作用，躍遷到低能態(tài)(El)，并發(fā)出一個與入射光子的頻率、相位、振動方向和傳播方向都完全相同的光子.EhEl7④光放大(lightamplification)：——若有一批原子處于高能態(tài)(Eh)，則在一個入射光子(h=Eh-El)的作用下，會通過一系列受激輻射產(chǎn)生不斷倍增的完全相同的光子.8⑵粒子數(shù)反轉(zhuǎn)

在平衡態(tài)下，處于不同能態(tài)的原子數(shù)由Boltzmann分布律確定：e.g.He-Ne激光器：

=632.8nm平衡態(tài)下：9

在入射光子(h=Eh-El)作用下，原子產(chǎn)生吸收(El

Eh)的概率和產(chǎn)生受激輻射(Eh

El)的概率相同，因此在正常情況下，吸收占優(yōu)。

設(shè)法使N(Eh)>N(El)，這種反常狀態(tài)稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)(populationinversion)。

能實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的物質(zhì)，稱為激活介質(zhì)(activemedium)或工作物質(zhì)。10

激活介質(zhì)的特點:

存在壽命較長(10-3~1s)的激發(fā)態(tài)——亞穩(wěn)態(tài)(metastablestate)。e.g.①三能級系統(tǒng)h

無輻射躍遷E3E1E2亞