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激光的形成条件

作者:广源激光浏览次数: 日期:2015-12-02
 
    激光的形成需要最基本的三个条件:
 
  1、增益介质:激光的产生必须选择合适的工作物质,可以是气体、液体、固体。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到远红外,非常广泛。但从激光器输出的激光性能来考虑,对使用的工作物质是有一定的要求的,基本要求是(1)光学性质均匀,光学透明性良好,且行性能稳定;(2)有能级寿命比较长的能级(称为亚稳态能级);(3)有比较高的量子效率。
 
  2、泵浦源: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办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泵浦源后,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进行放大。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。
 
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