lec材料的光學(xué)性能PPT課件

1、關(guān)于光的疑惑關(guān)于光的疑惑2光的本性：光的本性：（1905年，愛因斯坦提出：光的粒子性）年，愛因斯坦提出：光的粒子性）（干涉、衍射）（干涉、衍射）波動(dòng)性：波動(dòng)性：表現(xiàn)在傳播過程中表現(xiàn)在傳播過程中粒子性：粒子性：表現(xiàn)在與物質(zhì)相互作用中表現(xiàn)在與物質(zhì)相互作用中 （光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)）（光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)）光同時(shí)具有波、粒二象性，波、粒二象性的聯(lián)系：hmcE2hmcp2cEm 關(guān)于光的認(rèn)識(shí)關(guān)于光的認(rèn)識(shí)光的本性：“光波是電磁波光波是電磁波”18001099792458. 21msc真空中真空中rrrrcv0011介質(zhì)中介質(zhì)中介質(zhì)的折射率介質(zhì)的折射率vcn 電磁矢量均與光的傳播方向垂直, 光和物質(zhì)的相互

2、作用主要由電矢量決定。光矢量指電矢量光波是橫波光的本性：光的本性：11/ )(TkEiBien光子是玻色子。玻色子是不可分辨的，不受泡利不相容原理的約束。對(duì)玻色子系統(tǒng)，單粒子態(tài)Ei的平均占有數(shù)為玻色-愛因斯坦分布玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)光與固體材料相互作用反射、折射、散射、吸收 光束在介質(zhì)中傳播時(shí)，部分光束在介質(zhì)中傳播時(shí)，部分光線偏離原方向分散傳播的現(xiàn)象光線偏離原方向分散傳播的現(xiàn)象稱為稱為光的散射光的散射。 從分子理論來看，光波射入介質(zhì)后，將激起介質(zhì)中的電子作受迫振動(dòng)，從分子理論來看，光波射入介質(zhì)后，將激起介質(zhì)中的電子作受迫振動(dòng)，從而發(fā)散出相干次波。只要分子密度是均勻的，次波相干迭加的結(jié)果，只從而

3、發(fā)散出相干次波。只要分子密度是均勻的，次波相干迭加的結(jié)果，只剩下遵從幾何光學(xué)規(guī)律的沿原方向傳播的光線，其余方向的振動(dòng)完全抵消；剩下遵從幾何光學(xué)規(guī)律的沿原方向傳播的光線，其余方向的振動(dòng)完全抵消；若介質(zhì)是不均勻的，它能夠破壞次波的干涉相消，從而引起光的散射。若介質(zhì)是不均勻的，它能夠破壞次波的干涉相消，從而引起光的散射。 光吸收的類型光吸收的類型 一般吸收（一般吸收（ general absorption ） 在給定的波段范圍內(nèi)，若介質(zhì)對(duì)光的吸收很少，而且光在給定的波段范圍內(nèi)，若介質(zhì)對(duì)光的吸收很少，而且光吸收量與波長(zhǎng)無關(guān)。在可見光范圍內(nèi)，一般吸收意味著吸收量與波長(zhǎng)無關(guān)。在可見光范圍內(nèi)，一般吸收意味著

4、光光通過介質(zhì)后不改變顏色而只改變強(qiáng)度。通過介質(zhì)后不改變顏色而只改變強(qiáng)度。選擇吸收（選擇吸收（selective absorption ） 在給定的波段范圍內(nèi)，媒質(zhì)吸收某種波長(zhǎng)的光能比較顯在給定的波段范圍內(nèi)，媒質(zhì)吸收某種波長(zhǎng)的光能比較顯著。在可見光范圍內(nèi)，選擇吸收意味著著。在可見光范圍內(nèi)，選擇吸收意味著光通過介質(zhì)后既改光通過介質(zhì)后既改變顏色也改變強(qiáng)度。變顏色也改變強(qiáng)度。 如果不把光局限于可見光范圍以內(nèi)，可以說一切物質(zhì)都具如果不把光局限于可見光范圍以內(nèi)，可以說一切物質(zhì)都具有一般吸收和選擇吸收兩種特性。有一般吸收和選擇吸收兩種特性。 選擇吸收性是物體呈現(xiàn)顏色的主要原因。選擇吸收性是物體呈現(xiàn)顏色的主要

5、原因。 金屬的光透過性質(zhì)金屬的光透過性質(zhì)金屬吸收光子后電子能態(tài)的變化金屬吸收光子后電子能態(tài)的變化金屬的光透過性質(zhì)金屬的光透過性質(zhì)非金屬的光透過性質(zhì)非金屬的光透過性質(zhì)選擇吸收（選擇吸收（selective absorption ）非金屬吸收光子后電子能態(tài)的變化非金屬吸收光子后電子能態(tài)的變化 金屬材料：顏色取決于其反射光的波長(zhǎng)；金屬材料：顏色取決于其反射光的波長(zhǎng)； 無機(jī)非金屬材料：無機(jī)非金屬材料：顏色通常與光吸收特顏色通常與光吸收特性有關(guān)；性有關(guān)；顏色？顏色？ 從微觀上分析，光子與固體材料相互作用，實(shí)際上是光子與固體中的原子、離子、電子之間的相互作用，其結(jié)果導(dǎo)致：光子與固體材料相互作用1. 電子極

6、化孤立原子吸收光子后電子態(tài)轉(zhuǎn)變示意圖2. 電子能態(tài)轉(zhuǎn)變能量被吸收，光強(qiáng)降低光速降低，產(chǎn)生折射發(fā)光的物理機(jī)制發(fā)光的物理機(jī)制 發(fā)射光譜發(fā)射光譜 光源光源 發(fā)射光波的物體。如太陽、蠟燭等。光源發(fā)出的光是發(fā)射光波的物體。如太陽、蠟燭等。光源發(fā)出的光是其中大量的分子或原子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)所輻射出的其中大量的分子或原子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)所輻射出的電磁波。電磁波。 發(fā)光的物理機(jī)理發(fā)光的物理機(jī)理 電子沿著一個(gè)個(gè)分立的軌道繞核電子沿著一個(gè)個(gè)分立的軌道繞核旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電子在確定的軌道上運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電子在確定的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子具有確定的能量。時(shí)，原子具有確定的能量。 1r2r 電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道，電

7、子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道，原子或分子就從一個(gè)能態(tài)躍變到另一能原子或分子就從一個(gè)能態(tài)躍變到另一能態(tài)，同時(shí)伴隨著能量的變化。態(tài)，同時(shí)伴隨著能量的變化。電子在不同軌道之間躍變，原子向外釋放或吸收能量。電子在不同軌道之間躍變，原子向外釋放或吸收能量。E賴曼系賴曼系巴耳末系巴耳末系帕邢系帕邢系布拉開系布拉開系n = 1n = 2n = 3n = 4n = 5n = 6n=1n=3n=2n=原子的不同能態(tài)用一個(gè)個(gè)分立的能級(jí)表示原子的不同能態(tài)用一個(gè)個(gè)分立的能級(jí)表示 原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一定態(tài)，原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一定態(tài)，會(huì)發(fā)射或吸收一個(gè)光子，頻率會(huì)發(fā)射或吸收一個(gè)光子，頻率hEEnk|kEnE輻射頻率

8、公式輻射頻率公式波列長(zhǎng)波列長(zhǎng) L = c每一個(gè)輻射光子稱作一個(gè)每一個(gè)輻射光子稱作一個(gè)波列波列每個(gè)波列持續(xù)時(shí)間約每個(gè)波列持續(xù)時(shí)間約10-8s原子或分子的發(fā)光過程是彼此獨(dú)原子或分子的發(fā)光過程是彼此獨(dú)立的、隨機(jī)的立的、隨機(jī)的光源發(fā)出的連續(xù)光波實(shí)際上是大光源發(fā)出的連續(xù)光波實(shí)際上是大量原子或分子發(fā)光的總效果。量原子或分子發(fā)光的總效果。 相互獨(dú)立的波列相互獨(dú)立的波列.非相干（同一原子先后發(fā)出的光）非相干（同一原子先后發(fā)出的光）非相干（不同原子發(fā)出的光）非相干（不同原子發(fā)出的光）注：注：發(fā)射光譜發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜鐵和其他元素的原子發(fā)射光譜圖（上為鐵譜，下為其他元素光譜）鐵和其他元素的原子發(fā)射光

9、譜圖（上為鐵譜，下為其他元素光譜） 原子的發(fā)射光譜是線狀光譜原子的發(fā)射光譜是線狀光譜 每種原子有其獨(dú)特的發(fā)射光譜每種原子有其獨(dú)特的發(fā)射光譜識(shí)別不同原子的標(biāo)志識(shí)別不同原子的標(biāo)志 分子發(fā)射光譜分子發(fā)射光譜若干光譜帶組成的帶狀光譜若干光譜帶組成的帶狀光譜 分子光譜分子光譜分子能級(jí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜分子能級(jí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜分子的能量分子的能量RVeEEEE能級(jí)間隔滿足 RVeEEE分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷發(fā)出分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷發(fā)出遠(yuǎn)紅外輻射遠(yuǎn)紅外輻射；振動(dòng)能級(jí)；振動(dòng)能級(jí)間的躍遷發(fā)出間的躍遷發(fā)出中紅外輻射中紅外輻射；而電子能級(jí)間的躍遷發(fā)出；而電子能級(jí)間的躍遷發(fā)出可見光和紫外輻射可見光和紫外輻射。熒光發(fā)射熒光發(fā)射

10、：電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)（ 多為 S1 S0躍遷躍遷），10-710 -9 s 。 磷光發(fā)射磷光發(fā)射：電子由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)（ T1 S0躍遷）； 電子由S0進(jìn)入T1的可能過程：（ S0 T1禁阻躍遷） S0 激發(fā)振動(dòng)弛豫內(nèi)轉(zhuǎn)移系間跨越振動(dòng)弛豫 T1 發(fā)光速度很慢： 10-4100 s 。 光照停止后，可持續(xù)一段時(shí)間。 光致發(fā)光熒光和磷光 光與物質(zhì)相互作用的三種基本方式 愛因斯坦在光量子論的基礎(chǔ)上愛因斯坦在光量子論的基礎(chǔ)上, , 把光頻電磁場(chǎng)把光頻電磁場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用劃分為三種過程與物質(zhì)的相互作用劃分為三種過程-自發(fā)輻射自發(fā)輻射, ,受受激輻射激輻射和和受激吸

11、收受激吸收。 (1)模型:(參予與光相互作用的)粒子只有間距為hv=E2E1(E2E1)的二個(gè)能級(jí),且它們符合輻射躍遷選擇定則。 (2)在這種模型中的輻射躍遷: 粒子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷,須吸收光子; hv=E2-E1 從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷, 會(huì)發(fā)射光子。 hv=E2-E1hEE12 (1).自發(fā)輻射自發(fā)輻射在無外電磁場(chǎng)作用時(shí)在無外電磁場(chǎng)作用時(shí), ,粒子自發(fā)地從粒子自發(fā)地從E2躍遷到躍遷到E1, ,發(fā)射光子發(fā)射光子hv。 自發(fā)輻射是原子在不受外界輻射場(chǎng)控制的情況下自發(fā)過程，自發(fā)輻射是原子在不受外界輻射場(chǎng)控制的情況下自發(fā)過程，因此，大量原子的自發(fā)輻射場(chǎng)的相位是無規(guī)則分布的，因而是不因此，大量原子

12、的自發(fā)輻射場(chǎng)的相位是無規(guī)則分布的，因而是不相干的。此外，自發(fā)輻射場(chǎng)的傳播方向和偏振方向也是無規(guī)則分相干的。此外，自發(fā)輻射場(chǎng)的傳播方向和偏振方向也是無規(guī)則分布的。（自發(fā)輻射平均地分配在腔內(nèi)所有的布的。（自發(fā)輻射平均地分配在腔內(nèi)所有的模式模式上。）上。）(a)特點(diǎn)特點(diǎn): :各粒子自發(fā)、獨(dú)立地發(fā)射的光子。各光子的方向、各粒子自發(fā)、獨(dú)立地發(fā)射的光子。各光子的方向、 偏振、初相等狀態(tài)是無規(guī)的偏振、初相等狀態(tài)是無規(guī)的, , 獨(dú)立的，粒子體系為非相干獨(dú)立的，粒子體系為非相干光源光源。(普通光源)E2E1n2n1h (2).受激輻射:原處于高能級(jí)E2的粒子, 受到能量恰為 hv=E2-E1的光子的激勵(lì), 發(fā)射

13、出與入射 光子相同的一個(gè)光子而躍遷到低能級(jí)E1 。(a)特點(diǎn): 受激發(fā)射只能在頻率滿足hv=E2-E1的光子的激勵(lì)下發(fā)生;不同粒子發(fā)射的光子與入射光子的頻率、位相、偏振等狀態(tài)相同; 這樣,光場(chǎng)中相同光子數(shù)目增加,光強(qiáng)增大,即入射光被放大 光放大過程光放大過程h E2E1N2N1 受激發(fā)射的粒子系統(tǒng)是相干光源相干光源(相同相干): 受激發(fā)射是產(chǎn)生激光的最重要機(jī)理受激發(fā)射是產(chǎn)生激光的最重要機(jī)理E2E1外來光子外來光子受激幅射光子受激幅射光子 受激輻射是在外界輻射場(chǎng)的控制下的發(fā)光過程，因而各原子的受激發(fā)射的相位不再是無規(guī)則分布的，而應(yīng)有和外界輻射場(chǎng)相同的相位。量子電動(dòng)力學(xué)可證明：受激輻射光子與受激輻

14、射光子與入射光子屬于同一光子態(tài)。入射光子屬于同一光子態(tài)。 原子發(fā)光的經(jīng)典電子論可以幫助我們得到一個(gè)定性的粗略理解。按經(jīng)典電子論模型，原子的自發(fā)躍遷是原子中電子的自發(fā)阻尼振蕩，沒有任何外加光電場(chǎng)來同步各個(gè)原子的自發(fā)阻尼振蕩，因而電子振蕩發(fā)出的自發(fā)輻射是相位無關(guān)的。而受激輻射對(duì)應(yīng)于電子在外加光電場(chǎng)作用下作強(qiáng)迫振蕩時(shí)的輻射，電子強(qiáng)迫振蕩的頻率、相位、振動(dòng)方向顯然應(yīng)與外加光電場(chǎng)一致。因而強(qiáng)迫振動(dòng)電子發(fā)出的受激輻射應(yīng)與輻射場(chǎng)具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振狀態(tài)。 受激輻射與自發(fā)輻射的重要區(qū)別相干性相干性 (3).受激吸收:原處于低能級(jí)E1的粒子,受到能量恰為 hv=E2-E1的光子照射而吸收該光子的

15、能量, 躍遷到高能級(jí)E2E2E1N2N1h 激光原理激光原理 愛因斯坦研究輻射時(shí)指出，愛因斯坦研究輻射時(shí)指出，在一定條件下，如果能使受激輻在一定條件下，如果能使受激輻射繼續(xù)去激發(fā)其他粒子，造成連射繼續(xù)去激發(fā)其他粒子，造成連鎖反應(yīng)，雪崩似地獲得放大效果，鎖反應(yīng)，雪崩似地獲得放大效果，最后就可得到單色性極強(qiáng)的輻射，最后就可得到單色性極強(qiáng)的輻射，即即激光激光。一粒子的能級(jí)與輻射躍遷 1粒子的能級(jí) 組成物質(zhì)的原子、分子等粒子總是處于一定的能態(tài)或能級(jí)，能量最低的能態(tài)稱為基態(tài)，其它能量較高的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。基態(tài)是最穩(wěn)定的狀態(tài)，通常多數(shù)粒子處在基態(tài)上，當(dāng)一粒子獲得一定的能量躍遷到某一激發(fā)態(tài)時(shí)，它在激發(fā)態(tài)上停

16、留的時(shí)間一般很短，其平均壽命大約在10-9-10-7秒。有些粒子的某些激發(fā)態(tài)壽命較長(zhǎng)，平均壽命大約可達(dá)10-3-10-2秒，這樣的激發(fā)態(tài)稱為亞穩(wěn)態(tài)。 1)受激吸收：假設(shè)E1、E2為某個(gè)粒子的兩個(gè)能級(jí)，如圖所示。一個(gè)處在較低能級(jí)E1上的粒子，吸收一個(gè)能量h E2-E1的光子，躍遷到較高的能級(jí)E2上，這一過程稱為光的受激吸收。 2)自發(fā)輻射：處在高能級(jí)上的粒子可以自發(fā)地輻射光子而躍遷到較低的能級(jí)，這種過程稱為自發(fā)輻射。如圖所示，自發(fā)輻射光子的能量h E2-E1。 3)受激輻射：處在高能級(jí)E2上的粒子，在一個(gè)外來的能量為h E2-E1的光子的誘發(fā)下，躍遷到能量較低的能級(jí)E1，同時(shí)釋放出一個(gè)與誘發(fā)光子

17、完全相同的光子的過程稱為受激輻射。 二粒子數(shù)按能級(jí)分布 1.波爾茲曼分布 根據(jù)波爾茲曼分布，在熱平衡條件下，處在高能級(jí)上的粒子的數(shù)目總是少于低能級(jí)上的粒子的數(shù)目。例如：根據(jù)波爾茲曼分布計(jì)算得知，氖原子3s激發(fā)態(tài)與基態(tài)在常溫下(T=300K)，兩能級(jí)的粒子數(shù)之比為N2/N1=e-653 1這說明，在熱平衡條件下，絕大多數(shù)的粒子都處在基態(tài)，能級(jí)能量越高，粒子數(shù)越少。1)受激輻射與吸收過程的矛盾設(shè)想有一個(gè)誘發(fā)光子，欲誘發(fā)受激輻射，由于在熱平衡時(shí)，處在高能級(jí)上的粒子數(shù)目總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于低能級(jí)上的粒子數(shù)目，這樣，誘發(fā)光子遇到低能級(jí)上粒子的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高能級(jí)上的粒子。因此，吸收過程遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過受激輻射過程。2)粒

18、子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 為了使受激輻射過程勝過吸收過程，必須破壞粒子數(shù)的熱平衡分布，使得處在高能級(jí)上的粒子數(shù)目大于低能級(jí)上的粒子數(shù)目，這種分布已不是熱平衡分布了，稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。2.粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)示意圖 3)3)能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的物質(zhì)工作物質(zhì) 有適當(dāng)?shù)哪芗?jí)結(jié)構(gòu)，亞穩(wěn)態(tài)Nd:YAGNd:YVO4Nd:YLFRuby 必須能在該物質(zhì)中實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)?？梢允菤獗仨毮茉谠撐镔|(zhì)中實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)?？梢允菤怏w、液體、固體或半導(dǎo)體?，F(xiàn)已有工作物質(zhì)近千種，體、液體、固體或半導(dǎo)體?，F(xiàn)已有工作物質(zhì)近千種，可以產(chǎn)生波長(zhǎng)從紫外到遠(yuǎn)紅外波段可以產(chǎn)生波長(zhǎng)從紫外到遠(yuǎn)紅外波段粒子數(shù)反轉(zhuǎn)必須具備的條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)必須具備

19、的條件： 能量的供應(yīng)過程能量的供應(yīng)過程激勵(lì)（光泵浦）激勵(lì)（光泵浦）工作物質(zhì)內(nèi)必須存在工作物質(zhì)內(nèi)必須存在亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)亞穩(wěn)態(tài)能級(jí) 亞穩(wěn)態(tài)不如基態(tài)穩(wěn)定，但比激發(fā)態(tài)穩(wěn)定。He,Ne,Ar,Ru,CO2等具有亞穩(wěn)態(tài)，可實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。hhh亞穩(wěn)態(tài)亞穩(wěn)態(tài)E2基態(tài)基態(tài)E1激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)E3三能級(jí)系統(tǒng)示意圖三能級(jí)系統(tǒng)示意圖hEE12E1與與E2之間產(chǎn)生以之間產(chǎn)生以受受激輻射為主的躍遷激輻射為主的躍遷激勵(lì)激勵(lì)無輻射躍遷無輻射躍遷激勵(lì)源，泵浦(抽運(yùn))。 為使工作物質(zhì)中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，必須用一定為使工作物質(zhì)中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，必須用一定的方法激勵(lì)原子體系，使處于高能級(jí)的粒子數(shù)增加。的方法激勵(lì)原子體系，使處于高能級(jí)的粒子數(shù)

20、增加。用氣體放電的辦法激發(fā)物質(zhì)原子，稱為電激勵(lì)，也用氣體放電的辦法激發(fā)物質(zhì)原子，稱為電激勵(lì)，也可用脈沖光源去照射工作物質(zhì)，稱為光激勵(lì)，還有可用脈沖光源去照射工作物質(zhì)，稱為光激勵(lì)，還有熱激勵(lì)，化學(xué)激勵(lì)等。為了不斷地得到激光輸出，熱激勵(lì)，化學(xué)激勵(lì)等。為了不斷地得到激光輸出，就需不斷地將處于低能級(jí)的原子抽運(yùn)到高能級(jí)上去，就需不斷地將處于低能級(jí)的原子抽運(yùn)到高能級(jí)上去， 激勵(lì)源形象地稱為泵。激勵(lì)源形象地稱為泵。光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔 使某一方向、某一頻率的輻射不斷得到加強(qiáng)，其它方向、使某一方向、某一頻率的輻射不斷得到加強(qiáng)，其它方向、其它頻率的輻射受到抑制的裝置其它頻率的輻射受到抑制的裝置全反射鏡全反射鏡M

21、1部分反射鏡部分反射鏡M2激光激光工作物質(zhì)工作物質(zhì)作用作用選擇激光的方向選擇激光的方向選擇激光的頻率選擇激光的頻率激勵(lì)能源激勵(lì)能源 實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，解決了受激輻射與吸收過程的矛盾，但還不能產(chǎn)生激光。要產(chǎn)生激光還需要一個(gè)光學(xué)諧振腔。 所謂光學(xué)諧振腔，實(shí)際上是在激光器兩端，面對(duì)所謂光學(xué)諧振腔，實(shí)際上是在激光器兩端，面對(duì)面地裝上兩塊反射率很高的平面鏡，一塊平面鏡對(duì)光面地裝上兩塊反射率很高的平面鏡，一塊平面鏡對(duì)光幾乎全反射，另一塊則讓光大部分反射，少部分透射幾乎全反射，另一塊則讓光大部分反射，少部分透射出去，以使激光可透過這塊鏡子而射出。出去，以使激光可透過這塊鏡子而射出。 光在放大介質(zhì)中經(jīng)歷的路程

22、越長(zhǎng)，和越多的原子光在放大介質(zhì)中經(jīng)歷的路程越長(zhǎng)，和越多的原子發(fā)生作用，才能獲得越有效的光放大。但是把工作物發(fā)生作用，才能獲得越有效的光放大。但是把工作物質(zhì)作得無限長(zhǎng)是不現(xiàn)實(shí)的。質(zhì)作得無限長(zhǎng)是不現(xiàn)實(shí)的。 反射鏡的一個(gè)作用是使光沿工作物質(zhì)軸線在反射反射鏡的一個(gè)作用是使光沿工作物質(zhì)軸線在反射鏡間來回反射，每經(jīng)過一次工作物質(zhì)光就得到一次放鏡間來回反射，每經(jīng)過一次工作物質(zhì)光就得到一次放大，被反射回到工作物質(zhì)的光，繼續(xù)誘發(fā)新的受激輻大，被反射回到工作物質(zhì)的光，繼續(xù)誘發(fā)新的受激輻射，光在諧振腔內(nèi)來回振蕩，造成連鎖反應(yīng)，雪崩式射，光在諧振腔內(nèi)來回振蕩，造成連鎖反應(yīng)，雪崩式地獲得放大。地獲得放大。 受激輻射的起始光信號(hào)來源于自發(fā)輻射，而自發(fā)受激輻射的起始光信號(hào)來源于自發(fā)輻射，而自發(fā)輻射的光包含較大的波長(zhǎng)范圍，這樣較大范圍的波長(zhǎng)輻射的光包含較大的波長(zhǎng)范圍，這樣較大范圍的波長(zhǎng)都有可能被放大，從而導(dǎo)致了非單一波長(zhǎng)的光輸出。都有可能被放大，從而導(dǎo)致了非單一波長(zhǎng)的光輸出。在反射鏡上鍍一層對(duì)一定波長(zhǎng)光具有反射率的薄膜，在反射鏡上鍍一層對(duì)一定波長(zhǎng)光具有反射率的薄膜，使只有該波長(zhǎng)的光才能在諧振腔