激光原理概念

激光原理总复习的概念及名词解释

2.什么是光子简并度？为什么激光是一种强相干光？

光子简并度：一个光子态（或光波模式）内的光子数

原因：一个光子态内的光子数处于相干体积内，激光的光子简并度高，即在相干体积内的分子数多，有尽可能高的相干光强，因此激光是一种强相干光。

3.光与物质相互作用有几种基本形式？受激辐射产生的光子有什么特点？

基本形式：自发辐射，受激辐射三种。

特点：受激辐射产生的光子与入射光子具有相同的频率、相位、传播方向、偏振、即入射光子与产生的光子处于同一光子态（或两者是相干的）

5.产生激光的先决条件和决定性条件分别是什么？你为什么这么认为？

先决条件：粒子数反转 决定性条件：阈值条件 g0 >= a (g0为阈值条件)

原因：若能产生激光，必须要有光放大与自激振荡

实现光放大必须打破平衡态，即使粒子数反转，因为热平衡态下的物质只能吸收光子，不能辐射光子

激光器能产生自激振荡的条件：g0 >= a（即增益大于等于损耗）其实现了任意小的出示光强Io均能形成确定大小的腔内光强Im

6、激光器一般包括哪几个基本组成部分？

基本组成部分由：工作物质 泵浦源 光学谐振腔

7与普通光相比，激光主要有那几个方面的特性？

激光四大特性：1.方向性好，最小发散角约等于衍射极限角2.单色性好3.亮度高4.相干性好

8光学谐振腔的作用是什么？如何判断强的稳定性？

光腔作用：1提供光反馈，维持自激振荡 2.选择控制激光振荡模式3.引导激光输出

9什么是纵模？什么是横模？

纵模：在腔的横截面内场分布是均匀的，而沿腔的轴线方向即纵向形成驻波，驻波的波节数由q决定将这种由整数q所表征的腔内纵向场分布称为纵模

横模：在腔的轴线方向即纵模方向的场分布是觉晕的，而腔内垂直于光轴的横截面内的场分布称为横模

12什么是高斯光束？请写出其经薄透镜的变换公式，并说明如何对它聚焦和准直？

高斯光束：激光谐振腔发出的基模辐射场，其横截面的振幅分布遵守高斯函数的光束

聚焦：用短焦距透镜，使高斯光束腰斑远离透镜焦点，从而满足l》f，l》F；取l=0并设法满足f》F

准直：短透镜焦距为F1,当满足F1《L时它将物高斯光束聚焦于前焦面上，得一个极小光斑Wo，若Wo恰好落在长焦距透镜的后焦面上，则腰斑为Wo的高斯光束则长焦距透镜很好的准直

13光与物质相互作用的理论可分为哪几个层次？

经典理论半经典理论 量子理论 速度方程理论

14谱线均匀加宽：引起加宽的物理因素对每个都是等同的加宽

非均匀加宽：引起加宽的物理因素对每个原子时