產(chǎn)生激光的5個條件
激光在英文中是Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation，意思是受激輻射的光放大�？梢姡芗し涫钱a(chǎn)生激光的首要條件，也是必要條件，但還不是充分條件。
如果讓這些受激光子一個一個地發(fā)射出來，是不能形成強大的能量的。一般的，電子被激發(fā)到高能級后，在高能級上停留的時間是短暫的。而有些物質(zhì)的電子處于第二能級E2的時間較長，僅次于基態(tài)能級E1。這個能級就叫做亞穩(wěn)能級。要形成激光，工作物質(zhì)必須具有亞穩(wěn)態(tài)能級。這是產(chǎn)生激光的第二個條件。
外來的光子能激發(fā)出光子，產(chǎn)生受激輻射，但也可能被低能級所吸收。在激光工作物質(zhì)中，受激輻射和受激吸收這兩個過程都同時存在。在常溫下，吸收多于發(fā)射。選擇適當?shù)奈镔|(zhì)，使其在亞能級上的電子比低能級上的電子還多，即形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，使受激發(fā)射多于吸收。這是產(chǎn)生激光的第三個條件。
激光器中開始產(chǎn)生的光子是自發(fā)輻射產(chǎn)生的，其頻率和方向雜亂無章。要使頻率單純，方向集中，就必須有一個振蕩腔。這是產(chǎn)生激光的第四個條件。通信所用的半導(dǎo)體激光器就是利用半導(dǎo)體前后兩個端面與空氣之間的折射率不同，形成反射鏡而組成振蕩腔的。
這些晶體和諧振腔都會使光子產(chǎn)生損耗。只有使光子在腔中振蕩一次產(chǎn)生的光子數(shù)比損耗掉的光子多得多時，才能有放大作用，這是產(chǎn)生激光的第五個條件。
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