人体生物学之人体结构.ppt

《人体生物学之人体结构.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、激光原理课程简介总学时:54学分:2.5先修课程:光学、量子力学教材:《激光原理》第6版，周炳琨、高以智、陈倜嵘等主编，国防工业出版社，2009年1月参考教材:《激光原理》，王青圃等编著，山东大学出版社，2003年；其它参考资料课程名称:激光原理LaserPrinciple学习本课程的意义Aquestionforyou课程特点：理论性较强的课程主要阐述激光器的基本原理和理论重点要掌握激光器的基本原理、光谐振腔理论、激光振荡理论教学内容与教学目标:内容：教材的第1、2、4、5章教学目标:学生在完成本课程学习后，应能够：1.掌握激光原理的基本知识、激光特性，了

2、解一些典型的激光器；2.掌握模式的概念；掌握共轴球面腔的稳定性条件；掌握对称共焦腔的基本特性，能利用等价共焦腔的概念分析一般稳定球面腔的模式特征；掌握高斯光束的基本性质与传输规律，会分析高斯光束的聚焦和准直；掌握非稳腔的构成；了解光谐振腔模式的波动理论；了解光束衍射倍率因子；3.掌握谱线加宽的机制和线型函数，掌握速率方程理论的分析方法，掌握均匀加宽和非均匀加宽工作物质的增益系数的特性；了解激光器的其它理论；了解光和物质相互作用的经典理论；4.掌握激光振荡特性（阈值概念、激光器起振和维持稳定工作条件、模式特性和输出功率）；了解弛豫振荡、线宽极限和频率牵引概念

3、。学习方法与要求：要掌握基本物理过程和主要理论分析方法不是死记硬背几个公式和结论、照搬书本或寻求统一的标准答案教学手段课堂教学包括：课堂讲授、PPT幻灯片课件、课堂提问、课堂小测验、课后作业及讲评。实践环节：参观学院实验室答疑：202考试与成绩评定方式学期总成绩包括平时成绩和期末考试成绩两部分组成。平时成绩包括平时记录的出勤情况、课堂提问以及课后作业等占30％，期末成绩占70％。第一章激光的基本原理§1.1相干性的光子描述光具有波粒二象性。对光的描述存在两种形式：波动描述与粒子描述。光子的基本性质：光是以光速c运动的光子流。光子具有：能量ε：自旋，其自旋量

4、子数为整数。大量光子的集合，服从玻色—爱因斯坦统计规律，处于同一状态的光子数目是没有限制。动量p:两种可能的独立偏振状态运动质量m：光子的静止质量为零。1923年康普顿(ArthurCompton)散射实验证实上述基本关系式成立光是什么？光量子态:不同种类的光子是以其能量、动量和偏振等特征加以区分的。而由这些不同特征所决定的光子状态叫做光量子态。而且处于同一状态内的光子，按照微观粒子的今同性原理，彼此之间是不能区分。在经典力学中，质点运动状态完全由其坐标（x、y、z）和动量（px、py、pz）确定。用广义笛卡儿坐标x、y、z、px、py、pz所支撑的六维空

5、间来描述质点的运动状态。这种六维空间称为相空间，相空间内的一点表示质点的一个运动状态。xp(x,p)光子的运动状态和经典宏观质点有着本质的区别，它受量子力学测不准关系的制约。测不准关系表明：微观粒子的坐标和动量不能同时准确测定，位置测得越准确，动量就越测不准。对于一维运动情况，测不准关系为，意味着处于二维相空间面积元之内的粒子运动状态在物理上是不可区分的，它们应属于同一种状态。在三维运动情况下，测不准关系在六维相空间中，一个光子态对应（或占有）的相空间体积元为点→体积元相格：相格是相空间中用任何实验所能分辨的最小尺度。光子的某一运动状态只能定域在一个相格中

6、，但不能确定它在相格内部的对应位置。或者说，光子的状态并不对应于相空间的点，而是对应于相空间中体积为h3的相格。在以动量px、py、pz组成的动量空间，光子的一种运动状态占据的体积元δp而记为光子运动的体积元一个相格的坐标空间的体积问题：在几何空间V，动量间隔内，可能存在的状态数？pxpypzp即：在几何空间V，动量空间在一个半径为厚度为的球壳内所可能存在的状态数处于几何空间V，动量间隔的光子群所占的相空间体积：考虑到沿一定方向传播的光子存在两个可能、且独立的偏振态，应乘以因子“2”，则光子状态数：光子群对应的状态数为态密度按照经典电磁理论，光电磁波的运动

7、规律由麦克斯韦(C.Maxwell)方程决定。(SI制)相应的物质方程：均匀各向同性光学介质中的波动方程波动描述：:自由电荷电流密度，:介质极化强度矢量，:介质磁化强度矢量，ε0:真空中的介电常数，μ0:真空的磁导率，ε:介质介电常数，μ:介质磁导率，χ:极化率，χM:磁化率，σ:介质导电率。:电场矢量，:磁场矢量，:电位移矢量，:磁感应强度(磁位移矢量)，ρ为自由电荷密度。单色平面波、均匀球面波以及高斯球面波(高斯光束)均是上述波动方程的解。自由空间中具有任意k的单色平面波都可以存在。任意电磁场（波）可以用各种可能传播方向的单色平面波叠加来表示。例：在自

8、由空间，单色平面波是麦克斯韦方程的一种特解:每一个特解，代表存在的