激光原理考点总结

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1、对了课本两遍,基本覆盖所有考点,部分小四字体重在辅助理解。有填空、名词解释、计算、简答。计算题四个中出三个。↖(^ω^)↗第一章1、光的基本性质:波粒二象性;波动性(电磁波),粒子性(光子流)。2、光与物质的相互作用有:自发辐射、受激辐射、受激吸收。普通光源中(自发辐射)占主要;激光器中(受激辐射)占主要。3、简答:自发辐射、受激辐射、受激吸收之间关系:A21n2dt+B21n2ρvdt=B12n1ρvdt在光和大量原子系统的相互作用中,三者是同时发生的。在单位体积中,在dt时间内,由高能级E2通过自发辐射和受

2、激辐射而跃迁到低能级E1的原子数,应等于低能级E1吸收光子而跃迁到高能级E2的原子数。4、光谱的(线型)和(宽度)与光的(时间相干性)直接相关。自然增宽的线型函数:fN(v)=A/(4π2(v-v0)2+(1/2τ)2)fN(v)表示在频率v附近单位频率间隔的相对光强随频率的分布。A为比例常数。所得谱线的自然增宽是因为作为电偶极子看待的原子做衰减振动而造成的谱线增宽。5、(名词解释)光的多普勒效应:随着光源和接收器的相对运动而发生光源的频率发生改变(频移)称为多普勒效应。运动对向接受体频率增高,背向接受体频率降

3、低。6、(名词解释)均匀增宽与非均匀增宽:locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame均匀增宽:自然增宽和碰撞增宽中每一个原子所发的光对谱线内任一频率都有贡献,

4、而且这个贡献对每个原子都是等同的,这种增宽为均匀增宽。非均匀增宽:不同粒子对谱线不同频率部分的贡献不同,即可分辨谱线线型哪一频带是由哪些特定粒子发射的(∵热运动速度矢量相同的粒子引起的频移相同)1、(简答)实现光的放大的条件:1)需要一个激励能源,用于把介质的粒子不断地由低能级抽送到高能级上去;2)需要合适的发光介质(激光工作物质),它能在激励能源的作用下形成n2/g2>n1/g1的粒子数密度反成分布状态。2、(简答)产生激光的条件:1)有提供放大作用的增益介质作为激光工作物质,其激活粒子(原子、分子或离子)有

5、适合于产生受激辐射的能级结构;2)有外界激励源,将下能级的粒子抽运到上能级,使激光上下能级之间产生粒子数反转;3)有光学谐振腔,增长激光介质的工作长度,控制光束的传播方向,选择被放大的受激辐射光频率以提高单色性。3、计算:已知氢原子第一激发态E2与基态E1之间能量差为1.64*10-18J,火焰(T=2700K)中含有1020个氢原子。设原子按玻尔兹曼分布,且4g1=g2,求:(1)能级E2上的原子数n2为多少;(2)设火源中每秒发射的光子数为108n2,求光的功率为多少瓦。locatedintheTomb,D

6、ongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame答:(1)且可求出(2)功率=第二章1、(名词解释)稳定腔,不稳定腔:在光学谐振腔中,任一束傍轴光线在两反射镜之间来回不断反射,光在腔内来回反射过程中始

7、终不离开谐振腔,使激光器能稳定的发射激光。满足这一要求的腔称为稳定腔。反之为不稳定腔。会画图(2-4)三能级系统和四能级系统示意图2、(大题)三能级系统与四能级系统(工作原理、示意图与优缺点):1)实现上下能级之间粒子数反转产生激光的物理过程:三能级系统和四能级系统2)三能级系统:如图(2-4a),下能级E1是基态能级,上能级E2是亚稳态能级,E3为抽运高能级。其主要特征是激光的下能级为基态,发光过程中下能级的粒子数一直保存有相当的数量。locatedintheTomb,DongShenJiabang,defe

8、rthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame2)四能级系统:如图(2-4b),下能级E1不是基态能级,而是

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