參與評論

評論

登錄后參與評論

全部評論(1條)

• 

  呂玲06 2006-06-14 00:00:00

  半導體激光器， 波長0.85～1.65μm ，可用光纖傳輸，體積小，輸出功率已達3 kW。半導體激光器是以半導體材料作為工作介質(zhì)的。目前較成熟的是砷化鎵激光器，發(fā)射840nm的激光。另有摻鋁的砷化鎵、硫化鉻硫化鋅等激光器。激勵方式有光泵浦、電激勵等。 半導體激光器體積小、質(zhì)量輕、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單而堅固，特別適于在飛機、車輛、宇宙飛船上用。在70年代末期，由于光纖通訊和光盤技術的發(fā)展.激光器的振蕩條件 激光器要滿足所謂振蕩條件才有激光輸出．工作物質(zhì)受到泵浦后，受激輻射躍遷過程增加了光功率，但與此同時，也存在減少光功率的因素．比如，從共振腔一端反射鏡透射出去的，由于衍射效應而逸出共振腔的，還有因為工作物質(zhì)內(nèi)存在或多或少的光學散射顆粒而引起散射損失的、工作物質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)原子吸收掉的等等．顯然，只有當由受激輻射躍遷產(chǎn)生的光功率超過在共振腔內(nèi)損失掉的量，或者說，光輻射的增益超過它的損耗因子，腔內(nèi)的受激輻射光強度才會越來越強，Z后形成激光振蕩． 假定由工作物質(zhì)提供的激光增益系數(shù)為G（v），光輻射沿工作物質(zhì)傳播長度l之后，其強度將增大 exp[G（v）l]倍．又假定共振腔的光學衍射、工作物質(zhì)的光學吸收和光學散射造成的損失都很小，可略去不計，只考慮共振腔兩塊反射鏡的透射損失．若兩塊反射鏡的反射率分別.兩列或多列光波在空間相遇時相互迭加，在某些區(qū)域始終加強，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強弱分布的現(xiàn)象。在一般的情況下兩個獨立光源向空間的一個區(qū)域發(fā)出光波時不能發(fā)生干涉。不發(fā)生干涉的兩個光源，只說明它們沒有發(fā)出相干波。通常的獨立光源不相干的原因是：光的輻射一般是由原子的外層電子激發(fā)后自動回到正常狀態(tài)以光的形式把能量放出所形成的。由于輻射原子的能量損失，加上和周圍原子的相互作用，個別原子的輻射過程是雜亂無章而且常常中斷，持續(xù)時間甚短，即使在極度稀薄的氣體發(fā)光情況下，和周圍原子的相互作用已減至Z弱，而單個原子輻射的持續(xù)時間也不超過10-8秒。當某個原子輻射中斷后，它自身或者其他的原子又受到激發(fā)重新輻射，但卻具有新的初位相。這就是說，原子輻射的光波并不是一列連續(xù)不斷、振幅和頻率都不隨時間變化的簡諧波，即不是理想的單色光。此外，不同原子輻射的光波波列的初相位之間也是沒有一定關系和規(guī)律。這些斷續(xù)、或長或短、初位相不規(guī)則的波列的總體，構(gòu)成了非相干的光波。 由于原子輻射的這種復雜性，在不同瞬時迭加所得的干涉圖樣變化得如此之快和如此地不規(guī)則，以致這種短暫的干涉現(xiàn)象無法觀測。從微觀上看，光子只能自己和自己干涉，不同的光子是不相干的；但是從宏觀上看，干涉現(xiàn)象卻是大量光子各自干涉結(jié)果的統(tǒng)計平均效應。故實際的光的干涉對光源的要求也不是那么苛刻。 由于60年代激光的問世，使光源的相干性大大提高，同時快速光電探測儀器的出現(xiàn)，探測儀器的時間響應常數(shù)縮短，以至可以觀察到兩個獨立光源的干涉現(xiàn)象。1963年瑪格亞和曼德用時間常數(shù)10-8～10-9秒的變象管拍攝了兩個獨立的紅寶石激光器發(fā)出的激光的干涉條紋。可目視分辨的干涉條紋有23條。對于普通的光源，保證相位差恒定是實現(xiàn)相干的關鍵。為了解決發(fā)光機制中初相位的無規(guī)則迅速變化和干涉條紋的形成要求相位差恒定的矛盾，可采用把同一原子所發(fā)出的光波分解成兩列或幾列，使各分光束經(jīng)過不同的光程，然后相遇，這樣，盡管原始光源的初相位頻繁變化，分光束之間仍然可能有恒定的相位差，因此可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。 通常有兩種方法實現(xiàn)這種分解： （1）分波陣面法;將光源的波陣面分為兩部分，使之分別通過兩個光具組，經(jīng)反射、折射或衍射后交迭起來，在一定區(qū)域形成干涉。由于波陣面上任何一部分都可以看成為新光源，而且同一波陣面的各個部分有相同的位相，所以這些被分離出來的部分波陣面可作為初相位相同的光源，不論點光源的位相改變得如何快，這些光源的初相位差卻是恒定的，楊氏雙縫、菲涅耳雙面鏡和洛埃鏡等都是產(chǎn)生這類分波陣面的干涉裝置。 （2）分振幅法;當一光束投射到兩種透明媒質(zhì)的分界面上，光能一部分反射，另一部分折射。這方法叫做分振幅法。Z簡單的分振幅干涉裝置是薄膜，它是利用薄膜的上下表面對入射光反復地反射，由這些反射光波在空間相遇而形成的干涉現(xiàn)象。由于薄膜的上下表面的反射光來自同一入射光的兩部分，只是經(jīng)歷不同的路徑而有恒定的相位差，因此它們是相干光。另一種重要的分振幅干涉裝置，是萬克耳孫干涉儀。 光的干涉現(xiàn)象是光的波動性的Z直接、Z有力的實驗證據(jù)。光的干涉現(xiàn)象是牛頓微粒模型根本無法解釋的，只有用波動說才能圓滿地解釋這一現(xiàn)象。

  贊(10)

  回復(0)

  評論

  評論

  登錄后參與評論