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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 关于激光的两个问题
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coldcity

木虫 (正式写手)

[求助] 关于激光的两个问题

1.为什么激光的波列长度较长？
2.相干光除了单色性好，在相干方面有什么实际应用的好处？（主要是光学上面吧？在激光加工等方面呢？）
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1楼2012-01-09 21:44:34
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jphe_siom

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
coldcity(金币+2): 2012-01-10 11:56:34
波列长度可以和相干长度等价吧。
（1）并不是所有的激光器波列长度都较长，飞秒激光器由于其较宽的带宽，波列长度不一定比普通光源长。对于光波来说，波列长度由下式决定：
　　L=λ^2/Δλ   
Δλ为谱线宽度 。
对于大多数的连续激光器，谱宽较窄， 即Δλ较小，从而L较大。
（2）“相干光单色性好”这句话有点别扭，一般都说单色光相干性好。利用激光干涉的应用比较多吧，如精密测量等。在激光加工方面，有人利用干涉条纹来写光栅。
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7月，人生的另一个起点
2楼2012-01-10 11:39:49
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coldcity

木虫 (正式写手)
引用回帖:
楼: Originally posted by jphe_siom at 2012-01-10 11:39:49:
波列长度可以和相干长度等价吧。
（1）并不是所有的激光器波列长度都较长，飞秒激光器由于其较宽的带宽，波列长度不一定比普通光源长。对于光波来说，波列长度由下式决定：
　　L=λ^2/Δλ   
Δλ为谱线宽度 ...

我不明白波列的含义，L=λ^2/Δλ  说明谱带越窄，波列长度越长。但是波列貌似与原子一次发光的时间有关系，但是能级跃迁一次，发出一个光子，这颗光子的波列长度与这个时间有什么关系呢？
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3楼2012-01-10 12:00:15
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wwwzg

木虫 (著名写手)

魔王

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
激光器中各原子所发光子是有联系的，理论上它们都是由一个初始光子引发的，这些光子是全同的，就表现出一个很长的波列。如果只考虑一个原子所发的一个光子的话，波列多长我就不知道了，可能是按测不准关系来求
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4楼2012-01-10 13:23:07
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jphe_siom

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

引用回帖:
2楼: Originally posted by jphe_siom at 2012-01-10 11:39:49:
波列长度可以和相干长度等价吧。
（1）并不是所有的激光器波列长度都较长，飞秒激光器由于其较宽的带宽，波列长度不一定比普通光源长。对于光波来说，波列长度由下式决定：
　　L=λ^2/Δλ   
Δλ为谱线宽度 ...

L=c*Δt
Δt为波列持续时间，也可以看做原子激发态寿命。
Δt~1/Δv
Δv指的是带宽
Δv=c*Δλ/λ^2
所以有L=λ^2/Δλ
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7月，人生的另一个起点
5楼2012-01-10 21:07:17
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coldcity

木虫 (正式写手)
引用回帖:
楼: Originally posted by jphe_siom at 2012-01-10 21:07:17:
L=c*Δt
Δt为波列持续时间，也可以看做原子激发态寿命。
Δt~1/Δv
Δv指的是带宽
Δv=c*Δλ/λ^2
所以有L=λ^2/Δλ

公式我是看过，但是不明白这个激发寿命产生波列长度的原因，一个光子的波列长度，和它花多长时间酝酿出来有什么本质区别？
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6楼2012-01-10 22:16:23
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jphe_siom

金虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by coldcity at 2012-01-10 22:16:23:
公式我是看过，但是不明白这个激发寿命产生波列长度的原因，一个光子的波列长度，和它花多长时间酝酿出来有什么本质区别？

以前没仔细考虑过这些，我也是临时抱佛脚。
按我的理解：
光是电子在原子不同能级间跃迁产生的，这个跃迁在一定的时间内完成，这个时间就是激发态寿命，超过这个时间，跃迁完成，则不再发光，这样，就形成了一定时间长度的一列光，即一个波列；一段时间过后（这个时间应该和材料及泵浦强度有关），基态电子再次被激发到激发态，将再次重复上面过程，这样，发出的光就是一列列有间隔的波列，而不是连续的，波列的长度和激发态寿命有了相应的关系。
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7月，人生的另一个起点
7楼2012-01-12 09:45:35
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coldcity

木虫 (正式写手)
引用回帖:
楼: Originally posted by jphe_siom at 2012-01-12 09:45:35:
以前没仔细考虑过这些，我也是临时抱佛脚。
按我的理解：
光是电子在原子不同能级间跃迁产生的，这个跃迁在一定的时间内完成，这个时间就是激发态寿命，超过这个时间，跃迁完成，则不再发光，这样，就形成了一 ...

我的感觉是：我可能太强调光子的粒子属性了，而从粒子属性出发去理解波列长度，可能会有障碍。还是应该有其他理论去解释这个波列和能级寿命的关系的吧？
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8楼2012-01-12 18:52:05
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