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2025-01-15 109 智能制造行业报告
自发辐射是产生激光的必要条件。自发辐射又称自发发射、量子跃迁,是原子的一种发光过程。原子受激发从低能级跃迁到高能级,处于高能级(激发态)的原子是不稳定的,在没有任何外界影响下,它们会自发地,独立地从高能级返回到低能级,同时放出一个能量为hν=E2-E1 的光子。这种自发地从激发态返回较低能态而放出光子的过程,称为自发辐射过程 。激发原子自发地向低能级跃迁的辐射过程。原子中处于高能级E2 的电子,一般要向较低的能级E1跃迁,而同时放出能量为E2-E1的光辐射。这个过程如果不受外界因素作用而自发地进行的,就称为自发辐射 。是普通光源的发光机理 。
受激辐射也是产生激光的必要条件。受激辐射是当原子处于激发态E2 时,如果恰好有能量(E2-E1)的光子射来,在入射光子的影响下,原子会发出一个同样的光子而跃迁到低能级E1上去。正常情况下,大多数粒子处于基态,要使这些粒子产生辐射作用,必须把处于基态的粒子激发到高能阶上去。由于原子内部结构不同,相同的外界条件使原子从基态激发到各高能阶的概率不同。通常把原子、分子或离子激发到某一能阶上的可能性称为这一能阶的“激发概率”。
粒子数反转是激光产生的前提。粒子数翻转是两能级间受激辐射几率与两能级粒子数差有关。在通常情况下,处于低能级E1 的原子数大于处于高能级E2 的原子数,这种情况得不到激光。为了得到激光,就必须使高能级E2 上的原子数目大于低能级E1 上的原子数目,因为E2 上的原子多,发生受激辐射,使光增强(也叫做光放大)。为了达到这个目的,必须设法把处于基态的原子大量激发到亚稳态E2,处于高能级E2 的原子数就可以大大超过处于低能级E1 的原子数。这样就在能级E2 和E1 之间实现了粒子数的反转。
通过谐振腔对激光强度进行放大。通过粒子数反转后,其中一个粒子首先在外界光场的照射刺激下,对外发出了一个光子,这个光子有刺激了其他粒子再次对外发射光子,并且方向相同,波长相同。但是这样放大的光还不够强,因此设计了一个光学谐振腔来提升光的强度。
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