简单认识激光原理,每日学习一个知识点


激光原理是物质的粒子数反转后与光子发生的受激辐射反应。估计大部分人看到这样一段话也是云里雾里的,如果想要了解激光原理,需要先知道几方面的知识点,我把这些知识点都列在下面,只需要每天学习一个,就能很简单的理解激光产生的原理。


 

1、激光原理知识点:粒子
粒子是组成物质的最小或基本微粒,像中子、电子、原子核、质子等,随着研究的不断深入,已经发现了上百种粒子。

 

2、激光原理知识点:能级
电子围绕原子核旋转,能级是电子离原子核旋转的轨道距离,不同的距离就是不同的能级,电子离原子核最近的距离是低能级(也叫基态),除此之外的所有能级都是高能级(激发态)。

 

3、激光原理知识点:能级跃迁
粒子吸收外界能量可以从低能级跃迁到高能级 ,能级跃迁指的是电子在能级之间的移动过程,可以是从低跃迁到高,也可以是从高跃迁到低。

 

4、激光原理知识点:外界能量
外界能量有多种多样,常见的外界能量有电能、光能、热能、化学能等。

 

5、激光原理知识点:粒子数反转
粒子数反转指的是物质从(低能级粒子多,高能级粒子少)到(低能级粒子少,高能级粒子多)的状态改变,反过来从(低能级粒子少,高能级粒子多)到(低能级粒子多,高能级粒子少)的状态也是粒子数反转。

 

6、激光原理知识点:自发辐射
处于高能级的粒子不稳定,自发辐射是粒子自发的从高能级跃迁到低能级,这过过程不受外界影响,多余能量以光子形式释放, 这个释放的光子能量=两个能级之间的能量差,方向随机、波长随机。

 

7、激光原理知识点:受激辐射
当粒子处于高能级的时候,会有一个现象,高能级粒子会受到周围光子的诱导,从高能级跃迁到低能级,并释放一个和这个诱导光子方向一样、能量一样、波长一样的光子,也不是所有光子都可以做诱导光子,这个诱导光子的能量要=这个粒子当前所处能级-低能级的能量差。

 

8、激光原理知识点:工作物质、工作介质
工作物质、工作介质是一些专业术语,都是指产生激光的材料,可以是半导体材料、掺杂光纤、玻璃光中的气体、固体、染料液体等。

 

9、激光原理知识点:激励源、泵浦源
激励源、泵浦源是一些专业术语,都是指电能、光能、热能、化学能这些外界能量,泵浦源指光泵浦比较多,作用当然是给工作物质能量,产生粒子数反转。

 

10、激光原理知识点:光学共振腔、光学谐振腔
光学共振腔、光学谐振腔是一些专业术语,都是指两个发射镜,一个接近100%反射率,一个90%反射率,分别放置在工作物质的两边,谐振腔作用是把工作物质自发辐射产生的光子反射回去,两个反射镜互相反射,不断地激励工作物质产生受激辐射。

 

上面这10点就是激光的原理知识点。