燕山大学激光原理 重点

1.物理性质：方向性好，亮度高，单色性好，相关性好。

2.自发辐射：处于高能及E2的原子是不稳定的，即使没有外界作用，也将自发跃迁到低能级E1，发射一个频率为v 能量为h =E2-E1的光子，大量处于高能及的原子，他们各自发射一例频率相同的光波。单个光波之间没有固定的相位关系，偏振方向，传播方向。

3.受激辐射；处于高能及的原子E2，在他发生辐射之前，若受能量为h =E2-E1的外来光子的作用而跃迁到低能级E1，将发射一个与外来光子的频率，相位，偏振方向，传播方向都相同的光子。

4.受激吸收：处于低能级E1的原子收到能量为H=E2-E1的光子作用时，将吸收这一光子而跃迁到高能级E2。

5.时间相干性：指在同一空间想干点上，由同一光源分割出来的两光波之间位相差与时间无关的性质，即光波的时间延续性。 5.空间相干性：指由空间不同点发出的光波的相干性。

6.相干时间：同一光源发出的两例光波经过不同的路径，在在相干时间Tc后在空间某点会和，尚能发生干涉。Tc称为相干时间。

7.光谱线的加宽按其特点可分为三种：自然加宽碰撞加宽多普勒加宽。

8.谐振腔产生激光的判据：谐振腔对光的模式有选择作用。只有满足驻波条件，即半波长的整数倍等于谐振腔长的光波才能得到放大，不满足驻波条件的光波将很快衰减掉。谐振腔对光的频率，相位，偏振及传播方向有严格的选择，所以激光才有单色性，相干性，及方向性好的特点。9.谐振腔的稳定性及条件：（1）如果光线在光轴球的谐振腔内往返N次，而不溢出枪外，就稳定。（2）条件：Ø为实数，且不等于0或π时，为稳定；Ø有虚部时，为不稳定的腔；Ø=0或π时，临界腔。10.激光器的构成分为三部分：工作物质，激励源，光学谐振腔。

11.形成激光的必要条件：在外界条件作用下实现粒子反转，满足阈值条件12.弗朗和费单缝衍射的特点：（1）当狭缝宽度变窄时，衍射条纹将对称于中心亮点向两边扩展，条纹间距变大。（2）衍射图像的暗点等距分布在中心亮点之两侧，而个亮点可以近似的认为等距分布。（3）随着衍射级次的增加，亮条纹的光强迅速减低。

13.自发发射的系数的数学表达式;A21=dN21/n2dt 物理意义：A21是指处于高能级E2上的粒子在单位时间内由于自发发射为跃迁到低能级e1上的粒子占高能级粒子数的比例；或者处于高能级的粒子在单位时间内自发发射到低能级E1的几率。14.激光干涉仪将一束分为两束及其以上的方法：分波振面法，分振幅法，分偏振法。15.原子能级：分离的具有确定能量值的不同运动状态。基态：能量最低，只能吸收辐射。16.双频激光干涉仪工作原理：在氦氖激光器上，家还是那个一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼分裂效应和频率牵引效应，激光器产生两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光。经1/4拨片后称为两个互相垂直的线偏振光，再经分光镜分为两路。一路经偏振片1后称为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路经偏振分光镜后又成为两路：一路成为仅含有f1的光束，另一路成为仅含有f2的光束。当可动反射镜移动时，含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2的光束。这路光束和由固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片2后回合成测量光束。该光束和参考光束经过各自的转换元件输出成为仅含有f的脉冲信号。经可逆计算器计数后，由电子计算机进行换算即可得出可动反射镜的位移量。17.互补法：设有一衍射屏，其形成的衍射图样为E1，现由另一个衍射屏，它刚好与原始屏互补，即原始屏上透光部分在互补屏上恰恰相反为不透光部分，而原始屏上不透光部分在互补屏上却是透光部分，依对互补屏的透光部分进行积分，求的互补屏的衍射图样为E2。设无任何障碍物时光波场的图样或自由波场的振幅分布为E0，显然原始屏和互补屏形成的衍射场的复振

幅之和等于自由场的复振幅，即E1+E2=E0。18.激光扫描的原理：激光扫描分为主动扫描和被动扫描，主动扫描：主动扫描方式是指线结构激光在扫描过程中被测物体不动，光源在控制器的控制下旋转，不断改变激光平面的位置，使其沿被测物表面移动，完成对被测物体表面的扫描。被动扫描：是指在测量过程中线结构激光传感器固定，被测物体在移动台或旋转台的带动下和传感器做相对运动，让激光平面扫过被测表面，完成对被测物表面的测量。19.光学谐振腔：增加激光的行走路程，包括无源腔和有源腔。20.高斯光束的准直：指压缩高斯光束的发散角改善光束的方向性。由短焦距透镜和一个长焦距透镜构成的倒置望远镜。21.稳频方法：（1）被动稳频（2）主动稳频