激光光谱学课件 第五章-modify
激光技术PPT模板讲义
PTM运转方式： 1. 优点：脉冲宽度窄,峰值功率高 2. 缺点：能量释放时刻难以控制,脉冲噪声大,光束质量难控制
5.3.4 调Q技术的其它功能
调Q的基本功能是获得窄脉宽、高峰值功率的巨脉冲，Q开关不 仅能有效的控制激光能量和功率特性,还可以控制激光的空间和 频率特性
1. 选横模的功能:在临界激光 预激光 状态产生基横模种子,接着Q 开关完全打开,使种子放大,得到功率足够高的基横模激光，
5.4.2 调Q晶体的电极结构
1. KDP类晶体大多采用纵向应用,采用环状电极结构， 2. LN类晶体采用横向应用,采用平板电极结构，
5.4.3 对激光工作物质的要求
1. 储能密度高,上能级寿命长， 2. 抗损伤阈值高，
5.4.4 对光泵浦灯的要求
1. 效率高,与激光工作物质光谱匹配好， 2. 寿命长,可靠性高，
2. 选单纵模的功能 3. 开始时,Q开关处于不完全关闭的状态，在靠近中心频率附近
形成单纵模振荡,而后Q开关完全打开,以之为种子获得单纵模脉 冲激光输出，
第四节 设计电光调Q激光器应考虑的问题
5.4.1 调Q晶体材料的选择
1. 消光比高,晶体折射率的均匀性好 2. 透过率高， 3. 半波电压低,驱动功率低， 4. 抗破坏阈值高， 5. 晶体防潮,KDP类晶体易潮解,LN晶体不潮解
实现方式一：
1. 储能过程 首先电光晶体上不加电压,积累反转粒子数,而后在电光晶体上加 上半波电压,Q值突增,激光振荡迅速形成，
2. 释放过程 当腔内激光振荡的光子密度达到最大值时,迅速撤去晶体上的电 压,腔内存储的最大光能量瞬间透过棱镜P2而耦合输出，
实现方式二：
1. 储能过程 首先电光晶体上加/4电压,Q开关处于关闭状态,积累反转粒子 数,而后瞬间撤去电压,Q值突增,激光振荡迅速形成，
《激光光谱学》课件
光电子学
激光光谱学在光电子学中广泛应用于激光器、太阳 能电池和光纤传感等技术。
总结与展望
激光光谱学是一门强大的科学工具，在各个领域中发挥着重要作用。随着技术的不断进步，我们对光谱学的理 解和应用将会不断深化。
通过激光光谱分析，我们可以准确检测物质的组成和浓度，应用于环境监测和化学分析等领 域。
信息传输
激光被广泛用于光纤通信，带来高速、稳定的数据传输。
激光光谱的原理与技术
1
激光共振拉曼光谱
2
ห้องสมุดไป่ตู้
激光共振拉曼光谱分析技术可以检测分
子的振动模式，用于反应动力学和材料
表征研究。
3
激光诱导荧光光谱
通过激光光谱技术，可以观察分子的发 光行为，用于药物研究和生物成像等应 用。
激光吸收光谱
激光吸收光谱通过测量物质吸收激光的 能量变化，用于化学反应研究和气体检 测等领域。
激光光谱在科学研究中的应用
分析化学
激光光谱学在分析化学中用于定量分析、物质鉴别 和纯度检验。
生物学与医学
激光光谱学在生物学和医学领域中有广泛应用，如 激光手术和细胞成像。
激光光谱在工业应用中的应用
材料科学
《激光光谱学》PPT课件
探索激光光谱学的奥秘，了解其基础概念，以及在科学研究和工业应用中的 重要性。
光谱学的定义
光谱学是研究光的性质和相互作用的科学领域。通过对光的分析，我们可以 深入了解不同物质的特性和结构。
激光的特性及应用
高度聚焦
激光光束具有高度聚焦的特性，可用于精确操作和微创治疗。
激发光谱分析
度高二物理粤教选修激光ppt正式完整版
积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳， 1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种移动、
激光发射器
我们知道，两束相干光产生的叠加效果与两束光通过的路程差有关，只要其中一束光通过的路程改变半个波长，干涉条纹就会发生明 显变化：原来的明条纹变成暗条纹．所以，利用干涉现象可以精确测定物体的长度．由于激光的单色性很好，所以测量的精度很高， 利用激光测量几米的长度，测量精度可以小于0. 2. 激光束的光线平行度极好，从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传 播时，可以看成是不发散的． 激光通信又称光纤通信，正在被广泛应用，它用极细的玻璃光导纤维制成的光缆代替金属电缆，用激光作载波代替电流传输信息．比 较以往的通信技术，激光通信具有4个显著的特点：信息容量大，一束光导纤维可容纳100亿路 ； 激光通信又称光纤通信，正在被广泛应用，它用极细的玻璃光导纤维制成的光缆代替金属电缆，用激光作载波代替电流传输信息．比 较以往的通信技术，激光通信具有4个显著的特点：信息容量大，一束光导纤维可容纳100亿路 ； 光是从物质的原子中发射出来的，原子获得能量后处于不稳定状态，它会以光子的形式将能量发射出去。 2、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读取vcd机、 所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万 倍． 由于激光是很好的单色光，它产生的干涉现象最清晰． 由于激光束的高度平行性及极强的单色性，因此激光是最好的相干光，用激光器作光源观察光的干涉和衍射现象，都能取得较好的效 果． 全息照片、工业探伤、激光全息摄影等 也是一种致盲兼软杀伤武器 由于激光是很好的单色光，它产生的干涉现象最清晰． 光是从物质的原子中发射出来的，原子获得能量后处于不稳定状态，它会以光子的形式将能量发射出去。 1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种移动、 保密性能好，要想截获在光缆中传输的激光是十分困难的． 保密性能好，要想截获在光缆中传输的激光是十分困难的． 由于激光是很好的单色光，它产生的干涉现象最清晰．
高分子材料表征第五章激光拉曼光谱法PPT课件
例如波长为500nm(波数20000cm-1)的入射光
激发了一个1000cm-1的振动后，散射频率是
19000cm-1。在拉曼光谱中测定的是，将其作
为横坐标．把射频率的位置作为零，纵坐标是
拉曼散射强度。
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3
（二）拉曼光谱与红外光谱的比较
• 拉曼光谱与红外光谱同属分子振动光谱。红外光 谱法定性解析的三要素(即频率、强度和峰形)也 适用于拉曼光谱解析。拉曼位移相当于红外谱带 的吸收频率，每条谱带都相应于分子中某官能团 的振动。对大多数官能团如O—H、N—H、C—H、 C=C等拉曼伸缩带和红外吸收带是一致的，有时 在数字上还非常接近，如酮羰基的伸缩振动在红 外光谱中位于1710cm-1，在拉曼光谱中无论入射 光频率如何,拉曼位移量的位置总在1710-40cm-1。
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紫外光谱分析
• 紫外光的能量较高．在引起价电子跃迁的同 时。也会引起只需要低能量的分子振动和转 动。结果是紫外吸收光谱不是一条条谱线。 而是较宽的谱带。
• 让不同波长的紫外光连续通过样品，以样品 的吸光度A对波长 作图，就得到紫外吸收光 谱。
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紫外光谱分析
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高分子材料的定性分析
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高分子材料的定性分析
• 根据选择定则，具有对称中心的基团的非 对称振动，红外是活性的而拉曼是非活性 的；对这些基团的对称振动，红外非活性 而拉曼活性；对没有对称中心的基团，红 外和拉曼都是活性的。因而一般来说，分 子和各基团的对称性愈高，红外与拉曼光 谱的区别就愈大。
E6.623108 4 （ EV) 3107
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激光光谱学
第一张基本概念：1.能级寿命是指自发辐射能级寿命，能级寿命与自发辐射系数互为倒数关系。
2.自发辐射与受激辐射的区别：(1)受激跃迁与自发辐射，前者与外场揉(谬)有关，而后者则只取决于原子、分子系统本身，与外场揉(谬)无关。
理论和实验证明受激辐射光子与入射光子具有四同（同频率、同位相、同波矢、同偏振），即受激辐射光子与入射光子属于同一光子态（光波模式），受激辐射光是相干光，而自发辐射是非相干的随机过程。
(3)自发辐射系数A21与受激跃迁系数的关系：在热平衡条件下，能级E1、E2的粒子数N1、N2应保持平衡，则有: 3. 光子简并度n 为受激辐射几率与自发辐射几率之比，前者产生相干光子，后者产生非相干光子。
4. 激光器的三要素：（1）工作物质(气体、固体、液体、半导体等);(2）泵浦源：二者可实现粒子数反转，实现光放大。
（3）激光谐振腔 ---实现选模和光学正反馈。
5.线宽：分布函数半最大值所对应的频率宽度叫线宽—半最大值全宽，线宽内部分叫谱线的核,外部部分叫翼。
6.光谱学中常见的谱线展宽有：自然展宽、碰撞展宽、 Doppler 展宽。
自然加宽：由于自发辐射的存在，导致处于激发态的粒子具有一定的寿命，使得所发射的光谱具有一定的线宽称为自然加宽。
7.碰撞又分为弹性碰撞和非弹性碰撞：弹性碰撞，碰撞对之间没有通过无辐射跃迁所进行的内能交换时，称为弹性碰撞。
非弹性碰撞，碰撞对A 、B 在碰撞期间，A 的内能完全的或部分的转移给了B(或成为B 的内能或转变为A 、B 的平动动能)，有内能变化，称为非弹性碰撞，也叫淬灭碰撞。
小距离弹性碰撞主要引起谱线加宽，而大距离弹性碰撞主要引起频移。
8.Doppler 加宽：由于气体原子、分子的热运动而具有一定的速度分布，一定速度的粒子相对于探测器来讲，都会产生Doppler 频移，这样具有一定速度的粒子只对谱线的某一频率范围有贡献，总体效果使得谱线加宽，Doppler 加宽的谱线线型为高斯线型。
激光光谱学 第五章
场与原子相互作用的全量子理论
在场与原子相互作用中,一些问题,例如自发 辐射，用量场论是不能解释的。
本章复习场的量子化，解释自发辐射问题。 在研究强共振场作用下的共振荧光问题和吸 收问题。
5.1场的量子化与自发辐射
5．2强场下的共振荧光
一个原子处于强共振场中，有关的一对能级间将发生Rabi跃迁，这不 能用微扰方法处理。同时，上能级还有自发辐射。强的共振场将影响自 发辐射发出的荧光。这又不能用半径典方法研究。下面我们采用一种 dressed atom观念作全量子方法的分析。
说明:
图5.4
w 增益 吸收
(弱场)
能级在强共振场中的分裂，也可理解为一种交流Stark效应。
所谓dressed atom法，是把共振场与原子看作是一个系统，它们之间的 相互作用看作内部的作用。在这观点下，分析该体系的行为。
讨论 1) 场对原子能级的影响
无外场 波函数
图5.1 dressed atom 能级
2) 共振 AC Stark effects
5.3 强场下的吸收谱
Chapter 5
复习: 激光中常用近似
1)二能级近似 2) 原子之间没有直接作用 3) 电偶极近似 4) 旋转波近似
5)慢变振幅近似 6)绝热近似
半经典理论的进一步深入:
M-B:光由麦克斯韦方程或者场方程，极化强度是光场 的辐射源，而极化强度又有大量原子的偶极矩决定。 原子的偶极矩由光学布洛赫方程描述。
激光光谱教学大纲
激光光谱教学大纲一、课程名称：激光光谱 Laser Spectroscopy二、课程编码：三、学时与学分：40 学时/2.5学分四、先修课程：量子力学，光学，光电探测与信号处理五、课程教学目标光谱学是关于光吸收、发射过程的频域信息的一门学问，在原子分子物理、化学、光电子学、材料、等离子体物理以及天体物理等方面均有重要的应用。
激光的诞生，使光谱探测范围、灵敏度、分辨率等因素发生根本性的变化，极大地扩展了光谱分析的能力，形成了一门新兴的学科–激光光谱。
激光光谱课程的教学目标，是在掌握光谱学基本概念和原理、光谱分析测试基本技术手段的基础上，进一步学习激光光谱的原理和技术，掌握利用激光光谱技术研究物质结构、状态及其变化发展过程的技能。
通过本课程的学习，可望进一步巩固在光学理论及技术应用方面的基础，加强对光辐射的理解，提升光辐射探测和处理的能力。
课程具体包括光吸收与发射、光谱学基础、激光光谱中的激光器、激光吸收光谱、激光荧光光谱和激光等离子体发射光谱、无多普勒展宽光谱、激光拉曼光谱以及光电离光谱技术等多方面的内容。
六、适用学科专业：光信息科学与技术光电信息工程七、基本教学内容与学时安排第一章绪论光谱学与激光光谱技术的历史与发展状况（1学时）第二章光的吸收与发射（1学时）2.1 吸收、自发辐射与受激发射,偏振与相干性；2.2 半经典描述；2.3 线宽与线形。
第三章光谱学基础（6学时）3.1 分子对称性，群论初步；3.2 气体分子光谱：转动光谱、振动光谱、电子光谱。
第四章光谱仪与弱信号监测仪（4学时）4.1 光谱仪：光栅光谱仪、干涉仪；4.2 弱信号探测方法。
第五章光谱技术中的激光光源（4学时）5.1 光谱学中常用的激光光源；5.2 光源的非线性扩展；5.3 激光波长、线宽的测量。
第六章激光吸收光谱技术（6学时）6.1 基本吸收光谱技术；6.2 高灵敏度吸收光谱技术；6.3 耦合双共振与快速吸收光谱技术；6.4 外场扫描吸收光谱技术；6.5 光声与光热光谱技术。
激光光谱技术和应用 课件
绪论
为什么要研究光谱？
光谱是从微观角度研究物质世界的一种重要手段；光谱学是研 究物质和电磁波相互作用的科学。
光谱从何而来？
每一种分子、原子都有它固有的频谱特性。对物质结构的表征 和研究也都依赖于光谱学。
什么是激光光谱
1960年，第一台红宝石激光器的 问世，成为光谱学发展的新纪元。
2. 多原子分子中的能级跃迁
多原子分子的能级的数目随分子中原子数的增加变得非常之多， 因此具有很多复杂的能级结构。它们的谱线不再有线系的外观， 也没有规整的吸收轮廓线。
在受到光激发之后，分子 跃迁到单重电子激发态的 某个振动能级上。处于高 能级的分子基本通过辐射 的、非辐射的或振动弛豫 三条途径耗散其能量。
处于能级2的自发辐射寿命为 2 1 A21
2. 受激发射和吸收过程
与自发辐射不同，受激发射是在外 界辐射场的激发下发生的发射过程。
W 21B 21
吸收是与受激发射相反的过程。
W 12B 12
3. 爱因斯坦跃迁系数间的关系
原子因吸收辐射场能量从低能 级跃迁到高能级。
平面电磁波的能流密度（单位时间
流过单位面积的能量），即坡印廷
矢量S.
SEH r10r0n crrn
光强 I
I c nr
电磁场的动量
当电磁波照射到金属表 面时，导体会受到辐射 压力，电场分量产生传 导电流 j，磁场分量对该 电流施加洛伦兹力 f。
f jB 方向与电磁波传播方向一致。
3. 等离子体的光谱发射机制 等离子体是原子分子集团处 于高度电离的状态，它是物 质存在的第四种形式。
在等离子体的高温与高度电 离的状态下，原子的发射光 谱具有许多新的特点。
激光拉曼光谱分析法ppt课件
2021/4/26
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内容选择
第一节 红外基本原理
basic principle of Infrared absorption spectroscopy
第二节 红外光谱与分子结构
infrared spectroscopy and molecular structure
第三节 红外分光谱仪
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基本原理
1. Raman散射 E1 + h0
Raman散射的两种 E2 + h0
跃迁能量差：
E=h(0 - ) 产 生 stokes 线 ； 强 ；基态分子多；
E=h(0 + ) 产 生 反 stokes 线 ； 弱；
h(0 - ) E1 V=1 E0 V=0
h0
非弹性碰撞
E1 + h0 E0 + h0
h0 h0
h0 +
； 方 向 改 变 且 有 E1
V=1
能量交换；
E0
V=0
Rayleigh散射
Raman散射 h
E0基态， E1振动激发态； E0 + h0 ， E1 + h0 激发虚态；
获得能量后，跃迁到激发虚态.
（1928年印度物理学家Raman C V 发现；1960年快速发展）
由拉曼光谱可以获得有机化合物的各种结构信息：
1）同种分子的非极性键S-S，C=C，N=N，CC产生强拉曼 谱带， 随单键双键三键谱带强度增加。
2）红外光谱中，由C N，C=S，S-H伸缩振动产生的谱带一 般较弱或强度可变，而在拉曼光谱中则是强谱带。
《激光光谱学》课件
激光光谱学是一门怎样的科学？ 它同一般的光谱学有何区别？
激光光谱学是以光谱的手段研究激光（作为一种电磁波)与 物质相互作用的科学。
激光与物质相互作用－ 激光光谱学 非线性光学 量子光学
激光同一般光源相比具有特殊性，决定了激光与物质相互
作用的光特殊场性的。描述E：12Aiei(itKir) c.c
振幅，频率，时间i，位相
• 在稳定状态下，这三种过程引起Nf变化的总速率为0，
• (NiBif -NfBfi)(fi) = AfiNf, 由此，
( fi )
Bfi
Afi Ni Bif Nf Bfi
－1
在热平衡下，Ni 和Nf 按Boltzmann分布，
Ni Nf
gi gf
expkBTfi
；gi为| i
的权重，即简并度
π
| E0 |2 6 2
|
f
| m | i |2δ
(
fi )
E = (1/2)E0exp[i( t-k·r)]+c. c.
其中， cos 2 因子来自对 E和 μ 所有可能取向的平均
cos 2
＝
sin cos 2 d
0
sin d
1 3
0
• 真空中传播的电磁波： E = (1/2)E0exp[i(t - k·r)]+c. c. • 场能密度：(fi) = (1/2)0 |E0|2d ( -fi) • 将|E0|2d ( -fi) 代入，得：
黄世华<<激光光谱学>>内容
第一章 光谱测量方法简介
(光谱知识基础 )
第二章 谱线的宽度和线形
(光谱知识基础)
第三章 激光选择激发
激光ppt课件
激光弦目描准具（英国）
是一种激光致盲描准具，1982年马鸟战争期间
安装在“竞技神”号战舰上，实战中效果良好，
造成3架阿根廷飞机失事。所有这一切均是保密的。
直致1989年英军舰“考文垂”号上因帆布未盖好
才被记者拍下照片，1990年公布于世。
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特点 作用
应用实例
相干光 可进行调制、传递信息
传播很远距离能保持一定 平行度 强度，可精确测距测速 非常好 可会聚于很小的一点，记
录信息密度高
光纤通信 激光雷达
DVD、CD、VCD机 ，计算机光驱
可在很小空间短时间内集 亮度高 中很大能量
产生高压引起核聚变
激光切割、焊接 、打孔、医疗手 术
人工控制聚变反 应
第五章 光的波动性
4、激光
1
一、激光及其产生
激光的产生：某些物质的原子中的粒子受光或
电刺激，使低能级的原子变成高能级原子，在向低能 态跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的光， 这种光叫作激光。
相干光：频率相同、相位差恒定、偏振方向一致 的光。
激光为相干光，具有高强度的相干性
普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯） 的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出的 光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定相 同——为非相干光。
16
练习1.
激光全息பைடு நூலகம்相技术主要是利用激光的
哪一种优良特性
（A）亮度高
答案：C
（B）方向性好
（C）相干性好
（D）抗电磁干扰能力强
17
练习2.
下面关于普通光和激光的特点叙述正确的是
（A）前者是相干光，后者是非相干光。
激光光谱
激光光谱laser spectra以激光为光源的光谱技术。
与普通光源相比，激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点，是用来研究光与物质的相互作用，从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。
激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。
由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光，对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能，并分别发展成为新的光谱技术。
激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。
可调（谐）激光光源实际上是一台可调谐激光器，又称波长可变激光器或调频激光器。
它所发出的激光，波长可连续改变，是理想的光谱研究用光源，可调激光器的波长范围在真空紫外的118.8纳米至微波的8.3毫米之间。
可调激光器分为连续波和脉冲两种，脉冲激光的单色性比一般光源好，但其线宽不能低于脉宽的倒数值，分辨率较低。
用连续波激光器作光源时，分辨率可达到10-9（线宽＜1兆赫）。
常见的激光光谱包括以下几种：①吸收光谱。
激光用于吸收光谱，可取代普通光源，省去单色器或分光装置。
激光的强度高，足以抑制检测器的噪声干扰，激光的准直性有利于采用往复式光路设计，以增加光束通过样品池的次数。
所有这些特点均可提高光谱仪的检测灵敏度。
除去通过测量光束经过样品池后的衰减率的方法对样品中待测成分进行分析外，由于激光与基质作用后产生的热效应或电离效应也较易检测到，以此为基础发展而成的光声光谱分析技术和激光诱导荧光光谱分析技术已获得应用。
利用激光诱导荧光、光致电离和分子束光谱技术的配合，已能有选择地检测出单个原子的存在。
②荧光光谱。
高强度激光能够使吸收物种中相当数量的分子提升到激发量子态。
因此极大地提高了荧光光谱的灵敏度。
以激光为光源的荧光光谱适用于超低浓度样品的检测，例如用氮分子激光泵浦的可调染料激光器对荧光素钠的单脉冲检测限已达到10-10摩尔／升，比用普通光源得到的最高灵敏度提高了一个数量级。
激光基础知识课件
第四十五页，本课件共有148页
频率、发射方向、偏 振态和相位
hv
输入 hv
hv
hv
hv
输出
hv
hv
光放大示意图
第四十六页，本课件共有148页
正常分布：
处于高能态的原子数远远小于处于低能态的原子 数，这种分布称为正常分布。
第六十四页，本课件共有148页
准分子激光器
氩（Ar2)、氪（Kr2）、 氙（Xe2)
主要分为 稀有气体 和 稀有气体卤 化物准分子激光器两类，是一种高效的短
波激光器。
稀有气体和卤化 物的混合气体
第六十五页，本课件共有148页
准分子激光手术： 以193nm波长的紫外光与角膜组织接触时发
生光化学反应，每个激光脉冲可精确切削0.25μm ，将角膜前表面进行精确修饰，改变了角膜的曲 率，从而矫正近视。
处于高能态的原子是
不稳定的，其平均寿 命约为10-8s
激发态原子
自发辐射 受激辐射
基态
第三十九页，本课件共有148页
（2）自发辐射：
处于高能态的粒子极不稳定，其会自发地向低能态 跃迁，并发射出能量为hv =E2-E1 的一个光子，这称为
自发辐射。
如普通光源的发光。构成光源的各个
粒子是独立发光体，是非相干的、向四面八方
第二十八页，本课件共有148页
重要用途： 用激光做光源进行光的干涉、衍射实验，
可以得到非常好的效果。
第二十九页，本课件共有148页
三. 激光产生的基本原理
第三十页，本课件共有148页
基本概念 原子由带正电的原子核和带负电的电子 组成。按照波尔的理论，电子只能处在一些 特定的“高度”，每个“高度”都具有特定 的能量，我们称之为“能级”。
第五章吸收光谱技术-PPT课件
第二节 高灵敏度吸收光谱技术
一、长程吸收光谱 用多次来回反射的样品池来 增加吸收光程
I ( ) I ( ) 1
I ( ) ( 1 ) I ( ) 2
I ' ( ) I ( ) I ( ) 1 1
当腔内未放样品时，光在腔内往返一次后光强
2 I I R R exp( 2 GL ) I R exp( 2 GL ) 0 1 2 0
放置样品后，光在腔内往返一次后光强
2 2 0
I I R T exp( 2 GL ) I exp[ 2 ( GL )] 0
l n R T 反射镜和样品吸
平衡器的输出信号 I s ( )
1/2 时
( 1 ) I ( ) [ I ( ) I ( )] I ( ) ( 1 2 ) I ( )
I ( ) I ( ) I ' ( ) s 2 1
I ) I ( ) s(
腔内吸收光谱技术的灵敏度分析 类似于外腔长程吸收池，光束 将会多次通过样品池
G / G
√光要在腔内多次来回传播，
样品分子未吸收时的激光输出光强为探 测器输出的基线，当激光波长扫描到样 品分子的某个吸收峰上时，激光器的输 出光强将急剧下降
√阈值效应引起的灵敏度增强：
M
√模式竞争效应
模式竞争的结果吸收线中心的吸收强度大大增加
2
( ) : 表示分子在波长λ 处的光学吸收截面，单位为： cm
C为分子数密度，单位为:cm-3
。
二、简单吸收光谱的缺点
1 7 1 9 2 1 0 1 0 c m ( ) 的量级：强吸收，
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说明:
图5.4
w 增益 吸收
(弱场)
能级在强共振场中的分裂，也可理
在场与原子相互作用中,一些问题,例如自发 辐射，用量子场论是不能解释的。
本章复习场的量子化，解释自发辐射问题。 在研究强共振场作用下的共振荧光问题和吸 收问题。
5.1场的量子化与自发辐射
5．2强场下的共振荧光
一个原子处于强共振场中，有关的一对能级间将发生Rabi跃迁，这不 能用微扰方法处理。同时，上能级还有自发辐射。强的共振场将影响自 发辐射发出的荧光。这又不能用半径典方法研究。下面我们采用一种 dressed atom观念作全量子方法的分析。
所谓dressed atom法，是把共振场与原子看作是一个系统，它们之间的 相互作用看作内部的作用。在这观点下，分析该体系的行为。
讨论 1) 场对原子能级的影响
无外场 波函数
图5.1 dressed atom 能级
2) 共振 AC Stark effects
5.3 强场下的吸收谱
Chapter 5
复习: 激光中常用近似
1)二能级近似 2) 原子之间没有直接作用 3) 电偶极近似 4) 旋转波近似
5)慢变振幅近似 6)绝热近似
半经典理论的进一步深入:
M-B:光由麦克斯韦方程或者场方程，极化强度是光场 的辐射源，而极化强度又有大量原子的偶极矩决定。 原子的偶极矩由光学布洛赫方程描述。
图5.3 （1）在强共振（近共振）场作用下，原子吸收线形也有很大变化。 仍以dressed atom模型来分析。用一束强激光（频率）照射原子束， 以制备dressed atom体系。另用一束弱激光（频率可调）观察吸收线。 把弱激光光子看作是体系之外的。于是发生如图5.3的跃迁需要了解各 能级上粒子数。为此，先求出波函数。不难求出