激光器的发光原理是基于粒子数反转和增益大于损耗的条件。具体来说:
粒子数反转:
激光器中的工作介质在特定条件下,其高能级上的粒子数要多于低能级上的粒子数,这种状态称为粒子数反转。
粒子数反转是实现激光发射的关键条件之一。
增益大于损耗:
增益是指激光在工作介质中传播时,由于受激辐射作用而不断增强的过程。
损耗则包括各种可能的能量损失,如介质吸收、散射等。
只有当增益大于损耗时,激光才能在激光器中稳定传播并输出。
激励源与工作介质:
激励源:用于向工作介质提供能量,使其中的粒子从低能级激发到高能级,为实现粒子数反转创造条件。
激励方式多样,包括光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。
工作介质:具有亚稳态能级,这使得受激辐射在辐射过程中占主导地位,从而实现光放大。
亚稳态能级是指粒子在该能级上的寿命相对较长,有利于粒子数反转的形成和维持。
综上所述,激光器的发光原理是通过激励源向工作介质提供能量,实现粒子数反转,并在增益大于损耗的条件下,通过受激辐射作用不断放大光信号,最终输出激光。
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