長度計量技術：雷射是受激發射產生的光。利用受激發射實現光波放大或振湯的器件﹐稱為雷射器。
受激發射產生的光。利用受激發射實現光波放大或振湯的器件﹐稱為雷射器。自從氨分子微波激射器和紅寶石微波量子放大器研製成功後﹐形成了一門新的學科──量子電子學。量子電子學在微波段獲得成功﹐促使美國湯斯﹐C.H.和A.L.肖洛﹑蘇聯巴索夫﹐..和普羅霍洛夫﹐..等提出在光波段也可構成類似器件的構想。1960年﹐美國T.H.梅曼製成第一台紅寶石雷射器。它標誌著雷射技術的誕生。從此﹐雷射技術的發展十分迅速﹐已用幾百種雷射工作物質實現了光放大﹐或製成了光振湯器﹐獲得了紅外(包括遠﹑中﹑近紅外輻射)﹑可見光﹑紫外(近﹑真空)和可調諧雷射(見氣體雷射器﹑固體雷射器﹑自由電子雷射器﹑可調諧雷射器)。
雷射產生 若原子或分子等微觀粒子具有高能級和低能級﹐和能級上的布居數密度為和﹐在兩能級間存在著自發發射躍遷﹑受激發射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發射躍遷所產生的受激發射光﹐與入射光具有相同的頻率﹑相位﹑傳播方向和偏振方向。因此﹐大量粒子在同一相干輻射場激發下產生的受激發射光是相干的。受激發射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比於入射輻射場的單色能量密度。當兩個能級的統計權重相等時﹐兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下〈﹐所以受激吸收躍遷占優勢﹐光通過物質時通常因受激吸收而衰減。外界能量的激勵可以破壞熱平衡而使〉﹐這種狀態稱為粒子數反轉狀態。在這種情況下﹐受激發射躍遷占優勢。光通過一段長為的處於粒子數反轉狀態的雷射工作物質(激活物質)後﹐光強增大e倍。為正比於(-)的係數﹐稱為增益係數﹐其大小還與雷射工作物質的性質和光波頻率有關。一段激活物質就是一個雷射放大器。
如果﹐把一段激活物質放在兩個互相平行的反射鏡(其中至少有一個是部分透射的)構成的光學諧振腔中(圖1 光在雷射器中的傳播 )﹐處於高能級的粒子會產生各種方向的自發發射。其中﹐非軸向傳播的光波很快逸出諧振腔外﹔軸向傳播的光波卻能在腔內往返傳播﹐當它在雷射物質中傳播時﹐光強不斷增長。如果諧振腔內單程小信號增益大於單程損耗(是小信號增益係數)﹐則可產生自激振湯。此時從部分透射鏡輸出一束受激發射光──雷射。
雷射器由雷射工作物質﹑激勵系統﹑光學諧振腔組成(圖2 雷射器的結構 )。
雷射產生 若原子或分子等微觀粒子具有高能級和低能級﹐和能級上的布居數密度為和﹐在兩能級間存在著自發發射躍遷﹑受激發射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發射躍遷所產生的受激發射光﹐與入射光具有相同的頻率﹑相位﹑傳播方向和偏振方向。因此﹐大量粒子在同一相干輻射場激發下產生的受激發射光是相干的。受激發射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比於入射輻射場的單色能量密度。當兩個能級的統計權重相等時﹐兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下〈﹐所以受激吸收躍遷占優勢﹐光通過物質時通常因受激吸收而衰減。外界能量的激勵可以破壞熱平衡而使〉﹐這種狀態稱為粒子數反轉狀態。在這種情況下﹐受激發射躍遷占優勢。光通過一段長為的處於粒子數反轉狀態的雷射工作物質(激活物質)後﹐光強增大e倍。為正比於(-)的係數﹐稱為增益係數﹐其大小還與雷射工作物質的性質和光波頻率有關。一段激活物質就是一個雷射放大器。
如果﹐把一段激活物質放在兩個互相平行的反射鏡(其中至少有一個是部分透射的)構成的光學諧振腔中(圖1 光在雷射器中的傳播 )﹐處於高能級的粒子會產生各種方向的自發發射。其中﹐非軸向傳播的光波很快逸出諧振腔外﹔軸向傳播的光波卻能在腔內往返傳播﹐當它在雷射物質中傳播時﹐光強不斷增長。如果諧振腔內單程小信號增益大於單程損耗(是小信號增益係數)﹐則可產生自激振湯。此時從部分透射鏡輸出一束受激發射光──雷射。
雷射器由雷射工作物質﹑激勵系統﹑光學諧振腔組成(圖2 雷射器的結構 )。
