激光原理及应用1-2

图1.1.5 正常色散现象
• 二、介质色散
图1.1.6 碘蒸气三棱镜的反常色散现象
图1.1.7 碘蒸气三棱镜实验曲线
图1.1.8 介质折射率随频率变化趋势
图1.1.9 介质折射率变化曲线
• 三、受激吸收
图1.1.10 吸收光谱实验示意图
• 1.2 电磁场吸收和发射 的唯象理论 • 1.2.1 自发辐射
图1.3.2 受激样品分子跃迁能级和对应谱线
图1.3.3 太阳光谱中夫琅和费分立吸收线
图1.3.4 原子(a)和分子(b)产生两种吸收光谱示意图
• 1.3.2 谱线加宽和线形函数 • 一、谱线加宽
• 二、线型函数
• 三、线宽
图1.3.5 洛仑兹线型函数示意图
• 1.3.3 谱线加宽对跃迁几率的影响
• 一、自发辐射过程
• 二、受激过程
• 1.原子和连续谱光辐射场的相互作用
图1.3.6 原子和光场相互作用示意图
• 2.原子和准单色光辐射场相互作用
• • • • •
1.4 激光器中常见的谱线加宽 1.4.1 光谱线加宽的类型 一、均匀加宽 二、非均匀加宽 三、综合加宽
• (1) 。即非均匀加宽 加宽 的情形。
图1.4.7 CO2激光器中10.6 μm光谱线线宽随气压的变化曲线
• • • •
光和物质相互作用的近代理论简介 1.5.1 量子理论简介 1.5.2 半经典理论简介 1.5.3 速率方程理论简介
第2章 速率方程理论
• 2.1 典型激光器的工作能级 • 2.1.1 红宝石激光器工作介质
图2.1.1 红宝石中涉及 激光过程的Cr3+能级
绪 论
• • • • • • • • • 一、激光的发展简史 二、激光的特点 1.单色性与时间相干性 2.方向性与空间相干性 3.高亮度 三、本课程的学习方法 1.抓住基础和重点 2.理解物理概念 3.理论联系实际
第1章 光和物质的近共振 相互作用
• 1.1 电磁波的吸收和发射 • 1.1.1 电介质极化 • 一、电介质对电场的影响 • 二、电介质的极化
远大于均匀
• (2) 。即非均匀加宽 远小于均 匀加宽 的情形。
• 1.4.2 均匀加宽的典型机制 • 一、寿命加宽和自然加宽
图1.4.1 测不准关系的影响
• 二、碰撞加宽
• 三、晶格振动加宽
图1.4.2 晶体介质中加宽线宽与温度关系的实验曲线
• 1.4.3 非均匀加宽的典型机制 • 一、多普勒加宽
图2.1.2 红宝石中 Cr3+能级跃迁图
• 2.1.2 氩离子激光器工作介质
• 2.1.3 N2分子激光器 • 2.1.4 He-Ne激光器工作介质 • 2.1.5 掺Nd3+激光器工作介质
图2.1.3 Ar+能级跃迁图
图2.1.4 N2分子解级示意图
• • • • • • • • • •
2.7 超辐射激光器 思考和练习题 第3章 连续激光器的工作特性 3.1 均匀加宽介质激光器速率方程 3.2 激光振荡阈值 3.3 均匀加宽介质激光器中的模竞争 3.4 非均匀加宽介质激光器的多纵模振荡 3.5 激光器输出特性 思考和练习题 第4章 光学谐振腔理论
• • • • • • • • • •
5.3 高斯光束的特性改善 思考和练习题 第6章 典型激光器 6.1 概述 6.2 气体激光器 6.3 固体激光器 6.4 染料激光器 6.5 半导体激光器 6.6 其他激光器 思考和练习题
• • • • • • • • • •
第7章 激光的应用 7.1 激光在基础科学研究中的应用 7.2 激光在通信及信息处理中的应用 7.3 激光在军事技术中的应用 7.4 激光在生物及医学中的应用 7.5 激光在材料加工中的应用 7.6 激光在测量技术(计量学)中的应用 7.7 激光在能源、环境中的应用 7.8 激光在土木、建筑中的应用 思考和练习题
图1.2.1 原子的两个能级跃迁
• 1.2.2 受激吸收
• 1.2.3 受激辐射
图1.2.2 受激辐射
• 1.2.4 爱因斯坦三个系数A21，B21，B12的相 互关系
• 1.3 光谱线加宽 • 1.3.1 吸收和发射光谱技术
图1.3.1 分立光谱中作为Baidu Nhomakorabea谱仪入射狭缝的像的光谱线 LQ——光源 L——透镜 S——狭缝 B——屏
图1.4.3 多普勒效应示意图
图1.4.4 运动原子和 光波场的相互作用示意图
图1.4.5 气体分子 运动统计分布
图1.4.6 等宽度高斯型 与洛仑兹型线型函数比较
• 二、晶格缺陷加宽 • 1.4.4 激光介质中的实际加宽 • 一、气体介质
• (1)氦氖激光器
• (2)二氧化碳激光器
• (3)Ar离子激光器和He-Cd金属蒸气激光器 • 二、固体、液体介质
图1.1.1 电介质对电场影响实验
图1.1.2 在外电场中的电介质分子
图1.1.3 在外电场中的电介质分子
• 1.1.2 电偶极振子模型 • 一、经典假设
• 二、谐振子自发辐射
• 1.1.3 电磁波的受激吸收和介质色散 • 一、入射电磁波对电偶极振子的影响
图1.1.4 线性极化系数的实部和 虚部随频率变化曲线
• • • • • • • • • •
4.1 光学谐振腔的研究方法 4.2 光学谐振腔的基本知识 4.3 光学谐振腔的矩阵光学理论 4.4 光学谐振腔的衍射积分理论 4.5 平行平面腔的自再现模 4.6 对称共焦腔的自再现模 思考和练习题 第5章 高斯光束 5.1 高斯光束的基本特点 5.2 高斯光束的传输
目 录
• • • • • • • • 绪 论 一、激光的发展简史 二、激光的特点 三、本课程的学习方法 第1章 光和物质的近共振相互作用 1.1 电磁波的吸收和发射 1.2 电磁场吸收和发射的唯象理论 1.3 光谱线加宽
• • • • • • • • • •
1.4 激光器中常见的谱线加宽 1.5 光和物质相互作用的近代理论简介 思考和练习题 第2章 速率方程理论 2.1 典型激光器的工作能级 2.2 三能级系统单模速率方程组 2.3 四能级系统单模速率方程组 2.4 小信号光的介质增益 2.5 均匀加宽介质的增益饱和 2.6 非均匀加宽介质的增益饱和