激光原理技术受激辐射频率，传播方向，偏振态和相位都是相同的，它们相互叠加后使光的强度大大增加，使入射光得到光放大

来源: marketreflections 于 2010-02-18 09:21:41 [档案] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读：次 (2291 bytes)

回答: 柯西分布: 光谱学中，它描述了被共振或者其它机制加宽的谱线形状由 marketreflections 于 2010-02-17 14:42:04

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　　由于场效应的作用，处于高能态的粒子受到感应而跃迁到低能态，同时发生光的辐射，这种辐射称为受激辐射。这种辐射又感应其他高能态的粒子发生同样的辐射，即产生受激辐射效应。受激辐射的特点是辐射光和感应它的光子同方向、同位相、同频率并且同偏振面。
[编辑本段]受激辐射
　　对于物质中处于高能级上的原子，如果在它发生自发辐射以前，受到频率的外来光子的作用，就有可能在外来光子的影响下，发射出一个同样的光子，而由高能级跃迁到低能级上。这种辐射不同于自发辐射，称为受激辐射。
[编辑本段]受激辐射的特点：
　　受激辐射的光子不是自发产生的，而是在入射光的扰动下被引发的，所以辐射光子和外来诱发光子是完全相同的光子，二者不可分辨，它们的频率，传播方向，偏振态和相位都是相同的，它们相互叠加后使光的强度大大增加，使入射光得到光放大。受激辐射使光不断放大而获得的一种光就是激光。
　　光的受激吸收和受激辐射这两个过程，实际上是同时存在的，但是它们发生的概率却不同。这是因为在热平衡态下，物质中处于低能级的原子数总是比处于高能级的原子数要多，因此光的受激吸收过程占优势，以致通常观察到的是原子系统的光吸收现象，而不是光的受激辐射现象。
[编辑本段]爱因斯坦提出受激辐射概念
　　激光的理论基础早在1916年就已经由爱因斯坦奠定了。他以深刻的洞察力首先提出了受激辐射的概念。所谓受激辐射的概念是这样的：处于高能级的原子，受外来光子的作用，当外来光子的频率正好与它的跃迁频率一致时，它就会从高能级跳到低能级，并发出与外来光子完全相同的另一光子。新发出的光子不仅频率与外来光子一样，而且发射方向、偏振态、位相和速率也都一样。于是，一个光子变成了两个光子。如果条件合适，光就可以象雪崩一样得到放大和加强。特别值得注意的是，这样放大的光是一般自然条件下得不到的“相干光”。
　　爱因斯坦是在论述普朗克黑体辐射公式的推导中提出受激辐射概念的。这篇论文题为《辐射的量子理论》，发表在德文《物理学年鉴》上。爱因斯坦在玻尔能级理论的基础上进一步发展了光量子理论，他不但论述了辐射的两种形式：自发辐射和受激辐射，而且也讨论了光子与分子之间的两种相互作用：能量交换和动量交换，为后来发现的康普顿效应奠定了理论基础（参看§9.1）。
　　不过爱因斯坦并没有想到利用受激辐射来实现光的放大。因为根据玻尔兹曼统计分布，平衡态中低能级的粒子数总比高能级多，靠受激辐射来实现光的放大实际上是不可能的。
　　因此在爱因斯坦提出受激辐射理论的许多年内，这个理论并没有太多运用，仅仅局限于理论上讨论光的散射、折射、色散和吸收等过程。直到1933年，在研究反常色散问题时才触及到光的放大。