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浅析激光的产生与工作原理

文章出处:  双成激光 责任编辑:  admin 发布时间:2019-06-27 08:15    点击数:-   【

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光的产生
1物质的组成
世界上能看到的任何宏观物质都是由原子、分子、离子等微观粒子构成。其中分子是原子通过共价键结合形成的,离子是原子通过离子键检核形成的,所以归根结底,物质是有原子构成的。
物质的组成.png
2原子的结构
原子是由居于原子中心的带正点的原子核和核外带负电的电子构成的。
根据量子理论,同一个原子内的电子在不连续的轨道上运功,并且可以在不同的轨道上运动,如同一辆车在高速公路上可以开得快,在市区里就开得慢一样。
原子的结构.jpg 
3、原子的发光
 
激发态的原子不会长时间停留在高能级上,它会自发地向低级的基态跃进,并释放出它的多余的能量。
 
 
 
光的特性
 
1、波粒二象性
 
 光是频率极高的电磁波,具有物理概念中波和粒子的—般特性,简称具有波粒二象性。光的波动性和粒子性是光的本性在不同条件下表现出来的两个侧面。
 
2、光的粒子性体现
 
光在高频或短波区表现出极强的粒子性,利用它与其他物质的相互作用可以得到粒子流的强度,而无需相位关系。
 
 激光的产生
      处于激发态的原子不能长时间停留在高能级。即使没有外界作用,也会自发地由高能级向低能级跃迁,并辐射一个光子。因为原子的这种自发辐射是完全独立的,所以,不同原子发射光子的方向全然不同。刹那间,工作物质中出现沿四面八方传播的光子,假定工作物质具有圆柱形状,这些自发辐射光子必有一部分沿其中心轴的方向传播,多数则与中心轴有一定夹角。后一类“离心离德”的光子很快从工作物质的侧面逃逸出去,对激光的产生没有多大影响;前一类“同心同德”的光子在沿工作物质中心轴方向运动时,将引起路径上处于高能级原子的受激辐射,产生与其具有相同频率、相同位相,并沿相同方向传播的光子。该光子与诱发它的光子“齐心协力,并肩战斗”,激励其他原子辐射与它们相同的光子。如此下去,使光子数由1到2,由2到4,……以神奇的速度按指数规律增长。更为神奇的是,由于所有这些光子都是逐次受激辐射产生的,这使它们全部具有相同频率、相同初位相、相同偏振态,并沿相同方向传播。

 
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