最新[理学]第一章激光基本性质教学讲义PPT课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的

2、样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅[理学]第一章激光

3、基本性质2、光速、频率和波长三者的关系(1)波长:振动状态在经历一个周期的时间内向前传播的距离。(2)光速(3)频率和周期：光矢量每秒钟振动的次数(4)三者的关系在真空中各种介质中传播时，保持其原有频率不变，而速度各不相同3、单色平面波(1)平面波(2)单色平面波：具有单一频率的平面波波阵面或同相面：光波位相相同的空间各点所连成的面平面波：波阵面是平面准单色波:实际上不存在完全单色的光波，总有一定的频率宽度，如称为准单色波。理想的单色平面波（简谐波）两式统一写为：其中，U为场矢量大小，代表或的大小，U

4、0为场矢量的振幅。设真空中电磁波的电矢量在坐标原点沿x方向作简谐振动，磁矢量在y方向作简谐振动，频率均为，且t=0时两者的初位相均为零。则、的振动方程分别为:§1光源的相干性一、时间相干性——相干时间空间某点处两个不同时刻的光场有相干性的最大时间间隔，即波列持续时间2、大小：光源的谱线宽度(线宽)证E(t)=00

5、I()I00.5I0(3)强频函数(光谱):光强随频率变换的函数关系(场频函数的模平方)(4)线宽:强频函数峰值一半所对应的两频率之差→→→3、本质反映光源的单色性二、空间相干性(2)大小(1)定义某时刻沿光传播方向两个不同地点光场有相干性的最大空间间隔，即光波列长度1、纵向空间相干性——相干长度c:光在真空中的速度(3)本质反映光源单色性2、横向空间相干性——相干面积(1)定义某时刻在与光传播方向垂直的平面上使任意两点光场有相干性的最大空间面积(2)大小:光波长，As:光源面积D:光源与平面距

6、离s1s2s2s1DO2a2b①②③当s2-s1=/2时,O处干涉条纹消失证①①③②①③②①③②①③②①③②①③②3、本质反映光源尺寸s1s2s2s1DO2a2b①②③三、光源单色性能参数1、定义:光源谱线宽度,0:光源中心频率:光源波长范围,0:光源中心波长2、计算证证例2中心波长为0=0.5m的某光源单色性参数为R=10-5,求此光源的相干长度与相干时间解中心频率为0=5108MHz的某光源,相干长度为1m,求此光源的单色性参数R及线宽例1解例3某光源面积为As=10cm2,

7、波长为=5000Å,求距光源D=0.5m处的相干面积解例4波长为=4000Å的光子,其单色性参数为R=10-5,求此光子的位置不确定量解§2光波模式与光子态一、光波模式2、光波矢量(k矢量)3、单色模密度(1)定义dM:dV体积中频率为-+d内的光波模式数可以存在于封闭腔内的每一种单色平面驻波(2)计算1、定义：光波等相位面传播方向的单位矢量(3)单位sm-3证取长方体封闭腔，体积为v=xyz(m、n、q∈Z)每个模式在k空间第一卦限内对应一个点驻波条件:zyxxzykykz

8、kxk每个模式在k空间占据体积为kx:光波矢量的x分量，或光沿x传播单位距离所产生的相移k-k+dk内的模式数：-+d内的模式数：考虑到每个驻波有两种不同的偏振态，故单色模密度为4、光波模式的相干性同一光波模式的光波是相干的二、光子态1、光子性质(1)具有三量（能量、动量、质量）(2)服从玻色-爱因斯坦分布(3)具有两种独立的偏振态2、光子态无法区分的光子所处状态同一状态的光子数无限制h=6.6310-34Js：普郎克常数4、光子态的相干性同一