光纖激光打標(biāo)機(jī)中激光產(chǎn)生的基本條件
激光的產(chǎn)生是一個(gè)放大的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中受激輻射所占的比例遠(yuǎn)大于自發(fā)輻射。在受激輻射躍遷的過(guò)程中，一個(gè)誘發(fā)光子可以使處在上能級(jí)上的發(fā)光粒子產(chǎn)生一個(gè)與該光子狀態(tài)完全相同的光子，這兩個(gè)光子又可以去誘發(fā)其他發(fā)光粒子，從而產(chǎn)生更多相同狀態(tài)的光子。當(dāng)增益系數(shù)存在時(shí)，受激輻射所產(chǎn)生的光子繼續(xù)誘發(fā)受激輻射，使受輻射光不斷增強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為受激輻射光放大。受激輻射產(chǎn)生的光子屬于同一光子態(tài)，因此，它們是相干的。通常，受激輻射與受激吸收這兩種躍遷過(guò)程同時(shí)存在，前者使光子數(shù)增加，后者事光子數(shù)減少。當(dāng)一束光通過(guò)光物質(zhì)后，光強(qiáng)究竟是增大還是減弱，要看這兩種躍遷過(guò)程哪個(gè)占優(yōu)勢(shì)。
激光的產(chǎn)生過(guò)程需要滿足一定的條件，即必須造成“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，僅當(dāng)處于激光上能級(jí)的粒子數(shù)超過(guò)處于激光下能級(jí)的粒子數(shù)超過(guò)處于激光下能級(jí)的粒子數(shù)時(shí)才能使介質(zhì)發(fā)生受輻射，從而產(chǎn)生增益。在正常條件下，即常溫及發(fā)光物質(zhì)無(wú)激發(fā)的情況下，處于下能級(jí)的發(fā)光粒子數(shù)大于上能級(jí)發(fā)光粒子數(shù)。形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件，為了形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，需要對(duì)發(fā)光物質(zhì)輸入能量，這一過(guò)程稱為泵浦。粒子反轉(zhuǎn)形成的過(guò)程不但要借助于光子能量較高的光源進(jìn)行泵浦，而且要求參與激光工作的能級(jí)超過(guò)兩個(gè)，必須通過(guò)泵浦降粒子激發(fā)到高于激光工作上能級(jí)的某個(gè)能級(jí)上，換言之，激光光子的波長(zhǎng)較之泵浦光子的波長(zhǎng)要長(zhǎng)。激光的特點(diǎn)實(shí)際上也是展示不同值的一個(gè)過(guò)程。當(dāng)在值功率以下進(jìn)行泵浦時(shí)，輸出的是非相干的自發(fā)輻射，當(dāng)高于值功率進(jìn)行泵浦時(shí)，則產(chǎn)生頻譜較窄的激光輸出。
由此可間，激光產(chǎn)生的基本條件可歸納為：形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、提供光反饋、滿足激光鎮(zhèn)蕩的值條件。因而激光器通常都是由三部分組成，即激光工作介質(zhì)、泵浦源、光學(xué)諧振腔。
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