红宝石激光器的激光形成过程主要包括以下几个步骤:
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受激放大的自发辐射:
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红宝石激光器中的红宝石晶体受到紫外线激光的照射,其内部的原子受到激发。
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激发态的原子在返回基态的过程中,会释放出光子,即自发辐射的光。
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激光介质的增益介质作用:
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红宝石激光器中的红宝石晶体作为激光介质,具有增益介质的作用。
- 当激光光子与增益介质中的原子相互作用时,会使原子的电子从高能级跃迁到低能级,这一过程中会释放出更多的光子。
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这些释放出的光子在相互作用中会增强彼此的亮度,从而形成激光。
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光学谐振腔的反馈作用:
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红宝石激光器中还包括一个光学谐振腔,它由两个反射镜组成。
- 当激光光子从增益介质中释放出来后,会进入光学谐振腔。
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在腔内,光子会不断被反射和放大,从而形成激光输出。
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粒子数反转与激光输出:
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为了形成激光,需要保持粒子数(即处于激发态和基态的原子数)的反转。
- 当增益介质中的粒子数达到反转状态时,激光光子会大量产生,并从光学谐振腔中输出。
- 这些输出的光子具有相同的频率、方向和相位,从而形成激光。
*****红宝石激光器的激光形成过程包括受激放大的自发辐射、激光介质的增益作用、光学谐振腔的反馈作用以及粒子数反转与激光输出等关键步骤。