激光和能带.doc

第1节 激 光 1960年，第一台激光器：红宝石激光器 激光的主要特性 光强大 红宝石巨脉冲激光器：，亮度为太阳的200亿倍！ 方向性好 激光的发散角 单色性和相干性好 频率宽度 相干长度 普通单色光源 激 光 上千公里 光和原子的相互作用 受激吸收：处于低能级的原子吸收一个频率为的光子 跃迁致高能级 激发态的平均寿命 自发辐射：处于高能级的原子在不受外界因素影响的条件 下，自发地由高能级向低能级跃迁所产生的辐射 特点：与外界条件无关，不可控制，各原子产生的辐射互 不相关，各个光子的频率、位相、偏振态和传播方向各不 相同，光的单色性和相干性差 3、受激辐射 处于高能级的原子在频率为 的外来光子的作 用下由高能级向低能级跃迁 所产生的辐射 特点：所产生的两个光子的运动状态完全相同，即两个光子的 频率、位相、偏振态和传播方向完全相同，单色性和相干性好 普通光源：以自发辐射为主 激光光源：以受激辐射为主 受激辐射光放大过程 粒子数反转分布 受激辐射光放大过程 只有高能级上原子数大于低能级上原子数时， 才能实现光放大 平衡态，原子数按能级的分布遵守玻耳兹曼分布率 ，，， 估算：， ：粒子数反转分布，是实现光放大、产生激光的必要条件 泵浦、激励、抽运 工作物质， 光学谐振腔 结构 激光 工作物质 全反射镜 部分反射镜 作用 产生并维持光振荡 提高光强 提高激光的方向性 提高激光的单色性 用布儒斯特窗以提高激光的偏振性 激光器由工作物质、谐振腔和激励源三部分组成 氦氖激光器 工作物质：氦氖混合气体， 亚稳态 He， Ne ，氖气：真正的工作物质 第2节 晶体的能带理论 固体的分类 晶体 非晶体 对称的外形 无 各向异性 各向同性 固定熔点 无 解理面 无 规则排列 无规则排列 晶格点阵 长程有序 短程有序 单晶、多晶 离子晶体：NaCl晶体， 离子键 共价晶体：Si晶、 Ge晶 共价键 分子晶体：低温下，、、惰性气体 分子键 金属晶体：各种金属和合金晶体 金属键 晶体中，微观粒子排列局部失序：缺陷 晶体