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16-9 激光 16-9 激光 . 发光前 自发辐射 一 自发辐射 受激辐射 1 自发辐射 原子在没有外界干预的情况下,电子会由处于激发态的高能级 自动跃迁到低能级 , 这种跃迁称为自发跃迁. 由自发跃迁而引起的光辐射称为自发辐射. . 。 发光后 吸收前 . 受激吸收 2 光吸收 原子吸收外来光子能量 , 并从低能级 跃迁到高能级 , 且 , 这个过程称为光吸收. 吸收后 。 . 自发辐射的特点：所发光互相独立，频率、振动方向和相位不一定相同, 是非相干光. 3 受激辐射 由受激辐射得到的放大的光是相干光, 称为激光. 原子中处于高能级 的电子,会在外来光子（其频率恰好满足 ）的诱发下向低能级 跃迁 , 并发出与外来光子一样特征的光子, 这叫受激辐射. . . 。 发光前 发光后 受激辐射的光放大示意图 二 激光原理 1 粒子数正常分布和粒子数布居反转（反转） 已知 粒子数的正常分布 . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 粒子数反转分布 . . . . . . . . . . . . . . . 。 。 。 。 。 统计分布 美国物理学家梅曼于1960年9月制成第一台红宝石固体激光器. 从外界输入能量（如光照、 放电等） , 把低能级上的原子激发到高能级上去 , 这个过程叫做激励（也叫泵浦）. 红宝石中铬离子能级示意图 . . 。 。 基态 亚稳态 激发态 2 光学谐振腔 激光的形成 光在粒子数反转的工作物质中往返传播 , 使谐振腔内的光子数不断增加 , 从而获得很强的光,这种现象叫做光振荡 . . . . . . . . . . . 激光光束 全反射镜 光 学 谐 振 腔 示 意 图 部分透光反射镜 加强光须满足驻波条件 三 激光器 1 氦氖气体激光器 （输出功率不大） 优点：输出的激光单色性好、结构简单、使用方便、成本低等．（波长 632.8 nm） 氦和氖的原子能级示意图 基态 亚稳态 氦 氖 632.8 nm 1 2 3 氦氖激光器 部分反射镜 A K （几千伏特） 毛细管 管内氦氖比例[（5～10）/1] 全反射镜 2 红宝石激光器 红宝石激光器的工作物质是棒状红宝石晶体，它发出的激光是脉冲激光，波长为694.3 nm. 。 。 。 全反射镜 半透射镜 红宝石棒 。 脉冲灯 红宝石激光示意图 16-9 激光 16-9 激光