上海大学电子信息科学与技术 激 光 原 理 第四章 电磁场和物质的共振相互作用 上海大学物理系 电子信息科学与技术教研室上海大学电子信息科学与技术 概述 光与物质共振相互作用的理论处理方法 * 谱线加宽及线型函数 均匀加宽与非均匀加宽 自然加宽、碰撞加宽、晶格热振动加宽 多普勒加宽 综合加宽 两种极限情况 考虑谱线加宽后对SP、STE、STA几率的修正 受激辐射 & 受激吸收截面 * 速率方程的建立 四能级系统;单模速率方程 第 1 讲上海大学电子信息科学与技术 引言 激光器的物理基础光频电磁场和组成物质的原子( 或离子、分子)内的(束缚)电子的共振相互作用 激光器的理论: (1)经典理论经典原子发光模型 用经典电磁场 (Maxwell方程组) 描述光 用经典原子模型(偶极谐振子)描述原子 可以近似描述吸收、色散、自发辐射及自发辐射谱线宽度等 物理现象,不能描述非线性物理过程(饱和,非线性极化等 )。上海大学电子信息科学与技术 (2)半经典理论兰姆理论(Lamb,1964) 用经典电磁场理论描述光;用量子力学模型描述原子 可处理与光的波动性相关的物理现象(包括非线性现象 ),但不能处理