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现代工业之激光的产生及其特点

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-01-09

  激光的本意是通过受激发射而实现光波放大。
 
  受激发射的理论是爰因斯坦在1917年提出的。该理论认为:假设微观粒子(原子、分子或离子)有两个分立能级,高能级能量为E2,低能级能量为E1,能量上相应的粒子密度数为N2和N1。存在着三种不同类型的能级跳迁:(1)高能级上的粒子自发跳迁到低能级,同时放出E2-E1=hu的光子,这是自发发射。(2)如果处于E1上的粒子与频率为u=(E2-E1)/h的电磁波相互作用,粒子可吸收入射电磁波而跳迁到高能级E2上,这是受激吸收。(3)如果处于高能级E2上的粒子与频率为u的电磁波相互作用,粒子将从高能级E2跳迁到低能级E1上,同时发射一个频率为u的光子,这是受激发射。受激发射的光子与入射电磁波具有相同的频率、位相、偏振和传播方向,它们是相干的。爰因斯坦进一步指出,在电磁场作用下,粒子系统中的受激吸收和受激发射过程同时存在,并且在两个能级之间的跳迀几率是相等的。但依据玻尔兹曼分布规律,在热平衡条件下,处于低能级上的粒子数N1总是大于处于高能级上的粒子数N2,所以受激吸收总是大于受激发射,通常只能观察到受激吸收而观察不到受激发射。显然,根据爰因斯坦的理论可以设想,在有外界电磁场作用下,如果用某种激励方式使一个粒子系统中处于高能级E2上的粒子数N2大于处于低能级E1上的粒子数N1,即实现粒子数反转,便可以使受激发射占优势。这样就会出现与系统在正常的受激吸收占优势情况下靠自发发射发出普通光完全不同的情况。在现代战争中,使用了高技术的侦察方式,必须采用先进的电子伪装,才能将目标隐藏起来。
 
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