激光器的工作原理

　　激光器是指能夠產生激光的自激振蕩器。

　　要使得光產生振蕩，必須先使光得到放大，而產生光放大的前提，由前面的討論可知，是物質巾的受激輻射必須大于受激吸收。因此，受激輻射是產生激光的關鍵。

　　1.粒子數反轉分布與光放大之間的關系

　　由物理學知道，在正常狀態(tài)下，在熱平衡系統中，低能級上的電子多，高能級上的電子少，如設低能級上的粒子密度為N-，高能級上的粒子密度為N：，在正常狀態(tài)時N，>N：，那么在單位時間內，從高能級躍遷到低能級上的粒子數總是少于從低能級躍遷到高能級上的粒子數，因此，這時受激吸收大于受激輻射。也就是在熱平衡條件下，物質不可能有光放大作用。

　　要想物質能夠產生光的放大，就必須使受激輻射作用大于受激吸收作用，也就是必須使Nz>N·。這種粒子數一反常態(tài)的分布，稱為粒子數反轉分布。因此，粒子數反轉分布狀態(tài)是使物質產生光放大的必要條件。

　　我們將處于粒子數反轉分布狀態(tài)的物質稱為增益物質或激活物質。

　　激光器的基本組成

　　一個電的振蕩器，必須包括放大部分、振蕩回路與反饋系統。而激光振蕩器也必須具備完成以上功能的部件，因此，它必須包括以下3個部分：能夠產生激光的工作物質，能夠使工作物質處于粒子數反轉分布狀態(tài)的激勵源，能夠完成頻率選擇及反饋作用的光學諧振腔。下面分別進行介紹。

　　(1)能夠產生激光的工作物質

　　能夠產生激光的工作物質也就是可以處于粒子數反轉分布狀態(tài)的工作物質，是產生激光的前提。

　　這種物質必須有確定能級的原子系統，也就是可以在所需要的光波范圍內輻射光子。經過分析可知，在i能級以上系統中，可以得到粒子數反轉分布。

　　(2)泵浦源

　　使工作物質產生粒子數反轉分布的外界激勵源稱為泵浦源。物質在泵浦源的作用下，使粒子從低能級躍遷到較高能級，使得N：>N，。在這種情況下，受激輻射大于受激吸收，從而有光放大作用。

　　這時的工作物質已被激活，成為激活物質或稱增益物質。

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