在講激光產(chǎn)生機(jī)理之前,先講一下受激
輻射。在光輻射中存在三種輻射過程,
一是處于高能態(tài)的粒子自發(fā)向低能態(tài)躍遷,稱之為自發(fā)輻射;
二是處于高能態(tài)的粒子在外來光的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷,稱之為受激輻射;
三是處于低能態(tài)的粒子吸收外來光的能量向高能態(tài)躍遷稱之為受激吸收。
自發(fā)輻射,即使是兩個(gè)同時(shí)從某一高能態(tài)向低能態(tài)躍遷的粒子,它們發(fā)出光的相位、偏振
狀態(tài)、發(fā)射方向也可能不同,但受激輻射就不同,當(dāng)位于高能態(tài)的粒子在外來光子的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷,發(fā)出在
頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面與外來光子完全相同的光。在
激光器中,發(fā)生的輻射就是受激輻射,它發(fā)出的激光在頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面完全一樣。任何的受激發(fā)光系統(tǒng),
激光二極管示意圖
即有受激輻射,也有受激吸收,只有受激輻射占優(yōu)勢(shì),才能把外來光放大而發(fā)出激光。而一般光源中都是受激吸收占優(yōu)勢(shì),只有粒子的平衡態(tài)被打破,使高能態(tài)的粒子數(shù)大于低能態(tài)的粒子數(shù)(這樣
情況稱為離子數(shù)反轉(zhuǎn)),才能發(fā)出激光。