激光原理

1、第第章章 光辐射与发光源光辐射与发光源本本 章章 概概 述述 电磁波谱与光辐射 11掌握电磁波的性质和光辐射的特点 辐射度学与光度学基本知识 12理解七个辐射量和光度量的概念 热辐射基本定律 13 掌握三个定律和三个公式 激光原理 14掌握。

2、第第1 1章激光产生的物理基础章激光产生的物理基础1.11.1 光的描述光的描述一光的基本性质一光的基本性质1光既是粒子又是波，具有波粒二象性光既是粒子又是波，具有波粒二象性1 1光子的能量：光子的能量：2chmh2 2光子的质量：光子的质。

3、1.0 序言序言丁迎春丁迎春 行政楼行政楼307 18911131198 1.0 序言序言教材：教材：1周炳昆等周炳昆等. 激光原理激光原理.第四版第四版. 国防工业出版社，国防工业出版社，20002陈珏清陈珏清. 激光原理激光原理. 浙江。

4、2.3 半导体半导体激光器激光器第第2章章 典型激光器典型激光器半导体激光器半导体激光器2.3 半导体半导体激光器激光器第第2章章 典型激光器典型激光器主要内容：主要内容： 一半导体激光器的能级带和一半导体激光器的能级带和PN结结二同质结半。

5、3.2 气体激光器的谱线气体激光器的谱线加宽加宽第第3章辐射场与物质的相互作用章辐射场与物质的相互作用一碰撞加宽均匀加宽一碰撞加宽均匀加宽1 1机理机理: :由于气体分子间的碰撞，使发光粒子提前中断由于气体分子间的碰撞，使发光粒子提前中断发。

6、第第1章章 激光产生的物理基础激光产生的物理基础1.21.2光的受激辐射概念光的受激辐射概念一光的受激辐射概念的产生一光的受激辐射概念的产生普朗克普朗克1900年，辐射量子化假设；年，辐射量子化假设；波尔波尔1913年，原子中电子运动状态的。

7、第第4章章 介质对光的增益介质对光的增益4.2 大信号增益大信号增益一一大信号反转粒子数大信号反转粒子数1均匀加宽均匀加宽1反转粒子数表达式反转粒子数表达式0222012220111 I ,1HH1nIIns23024HshI : 频率为频。

8、2.1红宝石激光器红宝石激光器第第2章章 典型激光器典型激光器红宝石激光器红宝石激光器 694.3nm 694.3nm2.1红宝石激光器红宝石激光器第第2章章 典型激光器典型激光器2.1红宝石激光器红宝石激光器第第2章章 典型激光器典型激光。

9、第第5章章 连续激光器的稳态工作特性连续激光器的稳态工作特性5.2 模竞争模竞争一纵模竞争的基本概念一纵模竞争的基本概念 满足振荡条件的激光纵模由于使用相同的反转满足振荡条件的激光纵模由于使用相同的反转粒子数而产生竞争。粒子数而产生竞争。二。

10、2.4 光纤光纤激光器激光器第第2章章 典型激光器典型激光器2.4 光纤光纤激光器激光器第第2章章 典型激光器典型激光器2.4 光纤光纤激光器激光器第第2章章 典型激光器典型激光器 激光器问世不久，美国光学公司激光器问世不久，美国光学公司A。

11、3.3 速率方程速率方程第第3章章 辐射场与物质的相互作用辐射场与物质的相互作用一受激跃迁概几率的计算一受激跃迁概几率的计算1 1计算方法计算方法11未考虑谱线加宽：未考虑谱线加宽： 22考虑谱线加宽：考虑谱线加宽：21210dWB g g。

12、第第5章章 连续激光器的稳态工作特性连续激光器的稳态工作特性5.5 频率牵引频率牵引一激光介质的色散均匀加宽一激光介质的色散均匀加宽1色散现象色散现象介质的折射率随入射光的频率而变的现象。介质的折射率随入射光的频率而变的现象。2色散关系式色。

13、第第1 1章章 激光产生的物理基础激光产生的物理基础1.3 1.3 激光的产生激光的产生1 1受激辐射占优势的条件受激辐射占优势的条件 粒子数反转分粒子数反转分布布12nn 实现粒子数反转的工作物质称为实现粒子数反转的工作物质称为增益或激活。

14、2.2 HeNe激光器激光器第第2章章 典型激光器典型激光器632.8nm1.15 m3.39 m有三种波长有三种波长不可见不可见2.2 HeNe激光器激光器第第2章章 典型激光器典型激光器一一 基本结构基本结构 1 M1M2是两个反射镜，。

15、第第6章章 开放式光腔开放式光腔6.3 共焦腔共焦腔一方形镜对称共焦腔的自再现模一方形镜对称共焦腔的自再现模xY2afL0aaaaXYR1R222aLLaaL根据方形镜对称共焦腔的自再现模满足积分方程根据方形镜对称共焦腔的自再现模满足积分方。

16、4.3 发射截面与吸收截面发射截面与吸收截面第第4章章 介质对光的增益介质对光的增益一光波的能流密度与能流一光波的能流密度与能流Ih 1能流密度光强能流密度光强1定义：定义：单位时间流过单位面积垂直于单位时间流过单位面积垂直于 波传播方向的。

17、第第3章章 辐射场与物质的相互作用辐射场与物质的相互作用3.1谱线加宽与线型函数谱线加宽与线型函数一谱线加宽一谱线加宽1 1概念概念 2 2分类：分类： 实际上由于各种因素的影响，受激实际上由于各种因素的影响，受激辐射并不是单色的，而是分布。

18、7.2 高斯光束的传输规律高斯光束的传输规律第第7章章 高斯光束高斯光束二二ABCD定律定律若某元件的光学变换矩阵为若某元件的光学变换矩阵为 ，则通过此元件，则通过此元件前后的球面波前后的球面波R参数和高斯光束参数和高斯光束q参数满足关系。。

19、第第5章章 连续激光器的稳态工作特性连续激光器的稳态工作特性5.3 输出功率输出功率1均匀加宽激光器均匀加宽激光器一腔内稳定光强一腔内稳定光强 001sII证明：证明：稳定时稳定时t0HGIG0,202201HH22,I HmsGGII00。

20、第第4章章 介质对光的增益介质对光的增益4.1 小信号增益小信号增益3113332dnnW n Sdt212323212AnSngmAndtdn21 RAdngdtm 123nnnn复习：三能级系统速率方程复习：三能级系统速率方程E1E2E。