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激(jī)光產生(shēng)的原理


激光產生的(de)原理:

    激光由激發輻射過(guò)程產生。LASER 是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的縮寫,受激發射(Stimulated emission)是由愛因斯坦1917 年(nián)提出,狄拉克1927 年首次實驗證明受激發射存在。除受激(jī)輻射外另外一種(zhǒng)光的發射過程是自發輻射。
    受激輻射的(de)原理核心是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和(hé)能級躍遷。受到激勵光子的(de)輻射,處於低能級(jí)E1 上的粒子(工作粒子可以是分子、原子、電子、離子以及(jí)準分子)躍遷至高能級E2 上,當足夠多的粒子受到(dào)激發,則會發生粒子數的反轉(處於高能級的粒子數量多於處於低能級的(de)電子),此後躍遷至低(dī)能級E1 並輻射一個能量為E2-E1(=hv),並與激勵光子完全相同的光子。

    受激輻射與自發(fā)輻射最重要的(de)區(qū)別在於幹涉性。自發發射是粒子在不受外界輻(fú)射場情況下的自發過(guò)程,自發輻射的光子傳播方向和偏振態是無規分布,而受激發射是在外界輻射場控製下的發光過程,受激產(chǎn)能的光子的頻率、相位、傳播方向和偏振態與外界輻射場完全相同。這也是激光具有方向(xiàng)一致、亮度極高、能量(liàng)集中(zhōng)的本質(zhì)原因(yīn)。

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