红宝石激光器的激光形成过程主要包括以下几个步骤:

  1. 受激放大的自发辐射:

  2. 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。

  3. 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。

  4. 激光介质的增益介质作用:

  5. 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。

  6. 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。
  7. 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。

  8. 光学谐振腔的反馈作用:

  9. 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。

  10. 当激光光子从增益介质中释放出来后,会进入光学谐振腔。
  11. 在腔内,光子会不断被反射和放大,从而形成激光输出。

  12. 粒子数反转与激光输出:

  13. 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。

  14. 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。
  15. 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。