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深圳广州佛山揭阳激光钢牌项链机器激光镭射雕刻工具普通常见光源的发光(如电灯、火焰、太阳等地发光)是由于物质在受到外来能量(如光能、电能、热能等)作用时,处于低能级E1的原子受到一个外来光子(能量ε=hv=E2-E1)的激励作用,完全吸收该光子的能量而跃迁到高能级E2的过程,叫作受激吸收[3]。在通常情况下,处在高能级E2的原子是不稳定的。在没有外界影响时,它们会自发地从高能级E2向低能级E1跃迁,同时放出能量为hv的光子,有hv=E2-E1 ;这种与外界影响无关的,自发进行的辐射称为自发辐射[3]。原子的自发辐射过程完全是一种随机过程,各发光原子的发光过程各自独立,互不关联,即所辐射的光在发射方向上是无规则的射向四面八方,另外未位相、偏振状态也各不相同。由于激发能级有一个宽度,所以发射光的频率也不是单一的,而有一个范围。 在通常热平衡条件下,处于高能级E2上的原子数密度N2,远比处于低能级的原子数密度低,这是因为处于能级E的原子数密度N的大小时随能级E的增加而指数减小,即N∝exp(-E/kT),这是著名的波耳兹曼分布规律。于是在上、下两个能级上的原子数密度比为N2/N1∝exp{-(E2-E1)/kT} 式中k为波耳兹曼常量,T为绝对温度。因为E2>E1,所以N2《N1。例如,已知氢原子基态能量为E1=-13.6eV,第一激发态能量为E2=-3.4eV,在20℃时,kT≈0.025eV,则N2/N1∝exp(-400)≈0 可见,在20℃时,全部氢原子几乎都处于基态,要使原子发光,必须外界提供能量使原子到达激发态,所以普通广义的发光是包含了受激吸收和自发辐射两个过程。一般说来,这种光源所辐射光的能量是不强的,加上向四面八方发射,更使能量分散了。
深圳广州佛山揭阳激光钢牌项链机器激光镭射雕刻工具原子系统的两个能级E2和E1满足辐射跃迁选择定则,当受到外来能量hv=E2-E1的光照射时,处在E2能级的原子有可能受到外来的激励作用而跃迁到较低的能级E1上去,同时发射一个与外来光子完全相同的光子,这种原子的发光过程叫作受激辐射[3]。 受激辐射的特点是:只有外来光子的能量hv=E2-E1时,才能引起受激辐射。受激辐射所发出的光子与外来的特性完全相同,即频率相同、相位相同、偏振方向相同、传播方向相同。 受激辐射的结果使外来的光强得到放大,即光经过受激辐射后,特征完全相同的光子数增加了。受激辐射是在外界辐射场的控制下的发光过程,因而各原子的受激辐射的相位不再是无规则分布,而应具有和外界辐射场相同的相位。在量子电动力学的基础上可以证明:受激辐射光子与入射(激励)光子属于同一光子态;或者说,受激辐射场与入射辐射场具有相同的频率、相位、波矢(传播方向)和偏振,因而是相干的。光的受激辐射过程是产生激光的基本过程。
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