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激光原理复习资料

一、概念题:

1.光子简并度:处于同一光子态的光子数称为光子简并度-

n 。(光子简并度具有以下几种相同的含义,同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数。)

2.集居数反转:把处于基态的原子大量激发到亚稳态E2,处于高能级E2的原子数就可以大大超过处于低能级E1的原子数,从而使之产生激光。称为集居数反转(也可称为粒子数反转)。

3.光源的亮度:单位截面和单位立体角内发射的光功率。

4.光源的单色亮度:单位截面、单位频带宽度和单位立体角内发射的光功率。

5.模的基本特征:主要指的是每一个摸的电磁场分布,特别是在腔的横截面内的场分布;模的谐振频率;每一个模在腔内往返一次经受的相对功率损耗;与每一个模 相对应的激光束的发散角。

6.几何偏折损耗:光线在腔内往返传播时,可能从腔的侧面偏折出去,这种损耗为几何偏折损耗。(其大小首先取决于腔的类型和几何尺寸,其次几何损耗的高低依模式的不同而异。)

7.衍射损耗:由于腔的反射镜片通常具有有限大小的孔径,当光在镜面上发生衍射时所造成一部分能量损失。(衍射损耗的大小与腔的菲涅耳数 N =2

a /L λ有关,与腔的几何参数g 有关,而且不同横模的衍射损耗也将各不相同。)

8.自再现模:光束在谐振腔经过多次反射,光束的横向场分布趋于稳定,场分布在腔内往返传播一次后再现出来,反射只改变光的强度大小,而不改变光的强度分布。 9.开腔的自再现模或横模:把开腔镜面上的经一次往返能再现的稳态场分布称为开腔的自再现模或横模。

10.自再现变换:如果一个高斯光束通过透镜后其结构不发生变化,即参数ω。或f 不变,则称这种变换为自再现变换。

11.光束衍射倍率因子2

M 定义:实际光束的腰半径与远场发射角的乘积与基模高斯光束的腰半径与远场发散角的乘积的比。

12.均匀加宽:如果引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的,则这种加宽称作均匀加宽。(均匀加宽,每个发光原子都以整个线型发射,不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定原子联系起来,或者说,每一发光原子对光谱线内任一频率都有贡献。包括自然加宽、碰撞加宽及晶格振动加宽。)

13.非均匀加宽:原子体系中每个原子只对谱线内与它的表观中心频率相应的部分有贡献,因而可以区分谱线上的某一频率范围是由哪一部分原子发射的,这种加宽称作均匀加宽。(气体工作物质中的多普勒加宽和固体工作物质中的晶格缺陷加宽均属非均匀加宽。) 14.表观中心频率:沿z 方向传播的光波与中心频率为0ν并具有速度z υ的运动原子相互作用

时,原子表现出来的中心频率为运动原子的表观中心频率。

15.反转集居数的饱和:反转集居数)

ν(1ΔΔ11

ν0s I I n n +

=

,当1νI 足够强时,将有0n n ?

νI 越

强,反转集居数减少得越多,这种现象称为反转集居数的饱和。 16.反转集居数的烧孔效应:一定频率v 和光强i 的光入射时使表观中心频率在一定范围内的

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