激光(Laser)是什么?蔡志崗2009年6月19日Date1激光的名詞來源LASER(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation) ——通過受激輻射實現(xiàn)的光放大20世紀的四項重大的發(fā)明之一::愛因斯坦在《關(guān)于輻射的量子力學一文預(yù)言了原子受激輻射發(fā)光的可能性,即存在激光的可能性;:BellLab的湯斯和肖洛的光激射器理論;激光器方案的提出;:梅曼(Maiman)制成世界上第一臺激光器; SorokinandStevenson:CaF2激光器; Javan:He-Ne激光器; Petal:CO2激光器;1965年Kasper:化學激光器;1966年Sorokin:染料激光器;~90年代:鎖模技術(shù)、超短激光脈沖(ps、fs、as)。星空體育注冊:調(diào)Q技術(shù),納秒(ns)脈沖;Date3受激輻射的發(fā)現(xiàn)Date4受激輻射光與物質(zhì)相互作用的三個過程:吸收自發(fā)輻射受激輻射Date5普朗克——1900年,輻射量子化假設(shè);波爾——1913年,原子中電子運動狀態(tài)的量子化假設(shè);愛因斯坦——1917年,提出受激輻射概念。Date6自發(fā)輻射、受激輻射和吸收不受外界擾動而自己發(fā)生的躍遷輻射。機理:輻射場(電磁場)的真空態(tài)各自由度作零點振動(能量為零點能)激發(fā)原子產(chǎn)生自發(fā)輻射。星空體育注冊自發(fā)輻射的光是非相干光。E2E1N2N1h?(spontaneousradiation)零點振動Date7自發(fā)輻射的嚴格處理需要“量子電動力學”,把輻射場(電磁場)“量子化”―光子。量子力學雖然把原子作為一個量子體系對待,但輻射場仍然用一個連續(xù)變化的經(jīng)典電磁場來描述,無法處理自發(fā)輻射。有趣的是,在量子力學和量子電動力學建立之前,Einstein(1917)基于熱力學和統(tǒng)計物理中平衡概念的考慮,回避了光子的產(chǎn)生和湮沒,巧妙地說明了原子的自發(fā)輻射現(xiàn)象。Date8設(shè)N1、N2—單位體積中處于E1、E2能級的原子數(shù)。單位體積中單位時間內(nèi),從E2?E1自發(fā)輻射的原子數(shù):E2E1N2N1h?Einstein對自發(fā)輻射的處理:Date9寫成等式A21?自發(fā)輻射系數(shù),單個原子在單位時間內(nèi)發(fā)生自發(fā)輻射過程的概率。各原子自發(fā)輻射的光是獨立的、無關(guān)的非相干光。Date10