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菜鸟请教激光产生原理 已有3人参与
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突然对激光产生原理感兴趣，baidu了一下，没看明白，特此请教。激光是受激辐射 - 光子射入物质诱发电子从高能阶跃迁到低能阶，并释放光子。入射光子与释放的光子有相同的波长和相，此波长对应于两个能阶的能量差。一个光子诱发一个原子发射一个光子，最后就变成两个相同的光子。我对这个一进二出没有理解。 1.进的光子能量不是被电子吸收了吗，怎么还能出去呢？ 2.是先将基态的电子吸收光子跃迁到激发态（亚稳态），再回落基态发出光子，还是材料本身的电子结构就存在这种亚稳态的电子？ |
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首先说一下三个基本条件：1、需要有能产生粒子数反转的工作物质；2、需要有外界泵浦源；3、需要有个谐振腔。 但1和3也可不需要，这个是特殊情况，可暂且不予考虑。 一般情况下，原子（或分子）总愿意呆在能量较低的能级上，下能级粒子数多，上能级粒子数少，自发辐射比较微弱，所以吸收大于辐射，这样是不能产生激光的； 通过人为的外界泵浦，给这些处于低能级的粒子足够的能量，让它们蹦到高能级，这就实现了粒子数的反转； 再在这个工作物质的两端加上一个谐振腔，你把腔看成能来回反射光的镜子（一个反射率大，一个反射率小），光在两片镜子间能来回反射，并且不断的穿过中间的工作物质，不断的使低能级的粒子跃迁到高能级，高能级粒子不断的积累，一旦受激辐射的大于受激吸收（满足阈值条件），并且受激辐射的光能在这两个镜子之间谐振，激光就能出来了；激光频率跟高低能级差有关。 你提到入射的光子的作用是引发受激辐射，可以说是被吸收，他俩频率肯定一样，因为本身它就是高能级向低能级跃迁产生的，并且都能在腔内谐振，如果不满足在腔内谐振，它立马就耗散了； 至于亚稳态，那是材料本身就有的，我们选择它做工作物质要的就是它这种特性，存在这种亚稳态的材料比较容易产生粒子数反转。 |
6楼2011-05-30 11:20:41
7楼2011-05-30 12:32:43
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