激光产生的条件不包括哪些.docx

激光产生的条件不包括哪些 1.激光产生的条件是什么? 实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转，在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带为了获得离子数反转，通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结，这样，在外加电压作用下，在结区附近就出现了离子数反转—在高费米能级EFC以下导带中贮存着电子，而在低费米能级EFV以上的价带中贮存着空穴实现粒子数反转是产生激光的必要条件，但不是充分条件要产生激光，还要有损耗极小的谐振腔，谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜，激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射，不断引起新的受激辐射，使其不断被放大只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗，即满足一定的阈值条件：P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1 (P1、P2是两个反射镜的反射率，G是激活介质的增益系数，A是介质的损耗系数，exp为常数)，才能输出稳定的激光，另一方面，激光在谐振腔内来回反射，只有这些光束两两之间在输出端的相位差Δф =2qπ q=1、2、3、4时，才能在输出端产生加强干预，输出稳定激光设谐振腔的长度为L，激活介质的折射率为N，则 Δф=（2π/λ）2NL=4πN(Lf/c)=2qπ， 上式可化为f=qc/2NL该式称为谐振条件，它说明谐振腔长度L和折射率N确定以后，只有某些特定频率的光才能形成光振荡，输出稳定的激光。

这说明谐振腔对输出的激光有一定的选频作用 2.产生激光的条件 激光器一般包括三个部分 1、激光工作介质 激光的产生必须选择合适的工作介质，可以是气体、液体、固体或半导体在这种介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件显然亚稳态能级的存在，对实现粒子数反转世非常有利的现有工作介质近千种，可产生的激光波长包括从真空紫外道远红外，非常广泛 2、激励源 为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处于上能级的粒子数增加一般可以用气体放电的方法来利用具有动能的电子去激发介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激励、化学激励等各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运为了不断得到激光输出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多 3、谐振腔 有了合适的工作物质和激励源后，可实现粒子数反转，但这样产生的受激辐射强度很弱，无法实际应用于是人们就想到了用光学谐振腔开展放大所谓光学谐振腔，实际是在激光器两端，面对面装上两块反射率很高的镜一块几乎全反射，一块光大部分反射、少量透射出去，以使激光可透过这块镜子而射出。

被反射回到工作介质的光，继续诱发新的受激辐射，光被放大因此，光在谐振腔中来回振荡，造成连锁反应，雪崩似的获得放大，产生强烈的激光，从部分反射镜子一端输出 3.产生激光的必要条件 受激光的必要条件： 首要条件：光线发射出去时是以光速朝各个方向前进的，为了让产生的光线能够被收集起来并持续放大加以利用，则必须利用叫做「共振腔」的设备，把由光放大器所产生的光线用反射镜局限在一个特定的范围内，让光线可以来回反射，且由于光放大器所产生的光子是相同的，所以行进的方向也会相当一致透过共振腔的作用，能让光线行进的方向完全相同，也就是说拥有跟共振腔相同方向的光线才会被放大，其余不同方向的光线都不会放大，这是产生激光的首要条件 理论上讲，只要工作物质足够长，则不管初始自发辐射有多弱，最终总可以被放大到一定强度但在实际激光器中，一般来说，工作物质既没有必要，也没有可能特别长（最近发展起来的以光纤为工作物质的激光器是一个例外），通常的做法是在其两端各放一块反射镜，使光得以来回反射多次通过工作物质并被不断放大，为充分利用光能，介质往往被置于一聚光腔体中，后者与端面反射镜共同构成激光谐振腔。

1.受刺激幅射是产生激光的首要条件，也是必要条件，但还不是充分条件. 2.要形成激光，工作物质必须具有亚稳态能级.这是产生激光的第二个条件. 3.在常温下，吸收多于发射.选择适当的物质，使其在亚能级上的电子比低能级上的电子还多，即形成粒子数反转，使受激发射多于吸收.这是产生激光生的光子是自发辐射产生的，其频率和方向杂乱无章.要使频率单纯，方向集中，就必须有一个振荡腔.这是产生激光的第四个条件. 5.只有使光子在腔中振荡一次产生的光子数比损耗掉的光子多得多时，才能有放大作用，这是产生激光的第五个条件. 第 5 页 共 5 页。