神奇的激光技术

“激光”一词是“LASER”的意译。LAsER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器”、“光受激辐射放大器”等。1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而简洁，得到我国科学界一致认同并沿用至今。     

无粒子数反转光放大的研究

激光(LASER)是通过辐射的受激发射而实现的光放大(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)英文字头的缩写。1958年,肖洛(Schawlow)与汤森(Townes)提出,受激发射可能成为可见光谱区电磁辐射放大的有效途径。梅曼(Maiman)于1960年做出世界第一台波长为694.3纳米的激光器。从此,各种类型的激光器接踵而至。由于激光与普通光相比具有单色性好,强度     

激光发展概况

早在1917年,爱因斯坦在光量子假设基础上,提出了光的两种不同性质的辐射──自发辐射和受激辐射,从理论上预言了存在受激辐射光的可能性。1928年,德国的R.Ladenburg,H.Kopferman用实验证明了受激辐射假设成立。到本世纪五十年代,实验上验证了粒子数反转现象,并提出爱激辐射放大理论,由这个理论所预见的粒子数反转体系对入射电磁场产生受激放大作用的可能性,首先在无线电电子学的微波技术领域内得以实现。1954年,氮分子气体微波量子放大器诞生。微波量子放大器技术的出现和进展。促进人们在光频波段的探索。1957年9月,美国的C.H.Townes第一次提出光频受激辐射放大设想,同每11月,美国的     

自发辐射的全量子解释

产生激光的过程是受激辐射的光放大过程。然而,最初的辐射场必须至少有一个光子来引发处于受激态的工作物质。因此从理论上弄清自发辐射过程,了解这些最初由自发辐射过程所产生的光子及其特性是具有一定意义的。本文拟就大多数量子力学教材未能处理好的自发辐射现象,用全量子理论作较详细的处理,从而得出符合实际的全面解释。     

自发吸收原理

依据爱因斯坦关于辐射的量子理论的结论,基于对电磁能量放大现象、受激吸收、自发辐射以及受激辐射的研究,并结合随机电动力学理论,提出并论证了时空量子的受激辐射和自发吸收原理,认为"激发电磁能与自发吸收的时空能之和等于总的电磁能"。     

消逝波增益耦合球形微腔中的受激拉曼散射

针对球形微腔能否将腔外介质的拉曼增益耦合到腔内,并在微腔回音壁模式的支持下形成腔外介质的受激拉曼辐射的问题,通过石英球腔在纯水中的受激拉曼散射实验,首次观察到水的拉曼增益确实可以通过消逝场耦合进入球腔,并在腔内形成拉曼光的受激辐射放大.     

氧化纳晶硅的光致荧光

观测到纳晶硅表面上氧化结构在692nm和694nm处的尖锐受激发光。这种辐射是514nm激光泵浦发生的。受激发光峰的半高宽为0．5nm（洛伦兹形分布）。这种特殊的纳晶硅氧化结构是通过激光辐照和退火处理后形成的,只有控制好退火的时间,才能出现强烈的受激发光。解释这种受激辐射的模型已提出,其中多孔纳晶硅与氧化硅界面的陷阱态起着重要的作用。     

355 nm激光泵浦BN晶体受激拉曼散射实验的研究

自从受激拉曼散射被发现以后,发现了多种拉曼介质,这些拉曼介质有气体、液体还有固体,从这些介质的受激拉曼散射中得到上百条谱线,光谱分布从紫外到近红外,有效拓宽了激光光谱范围。增益较高的拉曼晶体有碳酸盐、硝酸盐和钨酸盐晶体,在这些晶体中Ba（NO3）2晶体是最有潜力的材料之一。该文研制出一套实验系统,通过受激拉曼散射的原理和实验结合来研究硝酸钡晶体的受激拉曼散射现象。研究内容主要包括如下：搭建一级放大1064 nm激光实验系统;在1064 nm有源光基础上,完成泵浦光355 nm激光的搭建;完成355 nm激光泵浦Ba（NO3）2晶体的受激拉曼散射实验研究。     

熊钰庆:《激光理论基础》

该书由我校物理系熊钰庆教授编著.出版以来,深受广大激光科技人员及多间高校激光专业师生的欢迎,得到多位激光专家的好评,认为该书很有特色,有一定的学术价值,较高的学术水平和较高的社会价值.全书分六章,内容包括经典、半经典辐射理论基础,激光形成的基本条件,粒子数反转和光在激活介质中的增益,光学谐振腔和高斯光束的特性,连续激光器和脉冲激光器工作原理等有关激光技术的最基本问题.该书的主要特点是:1.重点突出.光和物质的相互作用是激光振荡和放大的物理基础,书中突出对激光的物理机制和物理概念的阐述.该书从经典和半经典的光辐射理论入手,着重阐明光与物质相互作用的3种基本物理过程及其关系,然后分析激光形成的基本条件.在论述激光形成的基本条件时,对受激发射强度与受激吸收强度之比、受激发射强度与自发发射强度之比都作了较详细的讨论,从而得出光子与原子体系相互作用的自发发射、受激发射和受激吸收3种过程中只有当受激发射占优势时才能实现光放大,并指出它与粒子布居数反转状态相联系,而借助光学谐振腔技术提高光子的简并度,形成激光振荡,从而揭示激光产生的物理机制,使读者了解激光产生的原理.抓住重点,用不太大的篇幅讲清激光技术的最基本问题,是本书     

受激辐射光子与引起受激辐射光子同模的全量子力学证明

在量子力学中处理光的发射和吸收问题时,由于对外来电磁场采用了经典描述,所得结果不令人满意。如,它不能解释受激辐射光子与引起受激辐射光子二者为什么处于同一量子态或同模;与它们相联系的电磁波为什么在频率、相位、偏振状态和传播方向是完全相同的或同模。而这正是激光理论中最基本的问题。本文将对实物粒子和电磁场都采用量子力学描述,从而对上述问题提供一种全量子力学证明。     

硅基上低维结构的受激发光

用514nm 激光抽运纳晶硅样品时,我们观测到表面上氧化结构在692nm 和 694nm处的尖锐受激发光,其明显的阈值行为证明了它的受激辐射特性.纳晶硅氧化结构通过激光辐照和退火处理来形成.解释这种受激辐射的模型已提出,其中纳晶硅与氧化硅之间的陷阱态起着重要的作用.     

生物分子β-carotene的放大自发辐射与荧光对CS_2受激拉曼散射的影响

利用β-carotene的双荧光行为和三阶非线性光学系数较大的性质,将其溶于CS2液体稀释成浓度不同(3.72×10-5~3.72×10-12mol/L)的溶液作为液芯光纤的芯液体进行受激拉曼散射研究.试验表明,当溶液浓度大于3.72×10-7mol/L时,β-carotene的放大自发辐射对Stokes阈值和强度的变化起主要作用;当浓度小于3.72×10-7mol/L时,β-carotene的放大自发辐射消失而荧光起主要作用:很小能量激光激发就能获得多级高阶Stokes光,各阶Stokes阈值随浓度升高而降低.该研究对实现宽带受激辐射激光器、种子激光等有光明应用前景.     

生物分子β—carotene的放大自发辐射与荧光对CS2受激拉曼散射的影响

利用β-carotene的双荧光行为和三阶非线性光学系数较大的性质,将其溶于CS2液体稀释成浓度不同（3．72×10^-5～3．72×10^-12mol／L）的溶液作为液芯光纤的芯液体进行受激拉曼散射研究．试验表明,当溶液浓度大于3．72×10^-7mol／L时,β-carotene的放大自发辐射对Stokes阈值和强度的变化起主要作用;当浓度小于3．72×10^-7mol／L时,β-carotene的放大自发辐射消失而荧光起主要作用：很小能量激光激发就能获得多级高阶Stokes光,各阶Stokes闽值随浓度升高而降低．该研究对实现宽带受激辐射激光器、种子激光等有光明应用前景．     

光泵NH3分子远红外激光一条新谱线的发现

光泵ＮＨ_３分子远红外激光一条新谱线的发现秦家银，郑兴世，罗锡璋，林贻堃（中山大学无线电电子学系，广州５１０２７５）关键词光泵远红外激光，放大自发辐射，受激拉曼跃迁分类号Ｏ４３３．５４自１９７０年美籍华裔学者张道源等人首先使用ＣＯ。激光泵浦ＣＨ。Ｆ产...     

浅谈激光及其应用

一、激光激光技术是六十年代人们在生产斗争和科学实验中迅速发展起来的一门新技术。激光,又名莱塞(laser),是由一种新型的光源——激光器发出的光。它是根据物质的受激辐射原理而产生的。激光器发出的光子具有频率、相位、传播方向、偏振态四同性。因而激光在宏观上与普通光相比较,主要有四大特点:一是高度的方向性。激光光束平行向前传播,从激光器发出的细束光,发散角只有一个毫弧度左右(1毫弧度=3′36″)。而普通光则是自发辐射发光,原子的自发辐射发光,因而向前四面八方散开的。二是具有很纯的颜色或者单色性好。激光的波长可以限定在很窄的范围内,如氦——氖激光谱线宽度小于一千万分之一埃(1埃=10~(-8)厘米)。而不象普通光源那样波段极宽的混合光,即是最好的单色光源——氪~(86)灯——     

激光与红外辐射在浓雾中传输的实验研究

一,引言激光由于它具有独特的辐射特性,自六十年代发明以来,已在通讯、测距、雷达、制导、光武器、红外遥感以及大气污染监测等各种长距离应用方面展现出广阔的前景。但在实际应用中,与相应的红外工程一样,均受到大气条件的影响;特别是浓雾,对激光辐射传输有很大威胁。激     

低偏振相关的半导体光放大器

分析了半导体光放大器的偏振特性,研制成功一种具有低偏振相关增益的半导体光放大器,该器件采用张应变与压应变混合量子阱结构,在有源层解理面上镀制超低剩余反射率减反膜以消除谐振腔效应并抑制自身受激辐射,使入射光信号在经过有源层时获得单程增益,形成行波放大。     

低偏振相关的半导体光放大器

分析了半导体光放大器的偏振特性,研制成功一种具有低偏振相关增益的半导体光放大器,该器件采用张应变与压应变混合量子阱结构,在有源层解理面上镀制超低剩余反射率减反膜以消除谐振腔效应并抑制自身受激辐射,使入射光信号在经过有源层时获得单程增益,形成行波放大．     

紫外激光(氮分子3371埃)对水稻诱变效应试验初报

激光是一种受激跃迁辐射,具有能量高度集中、单色性和方向性好等特点。对于生物有机体,激光辐射能导致产生光效应、热效应、次生冲击波、电磁场效应等。因而,同样波段的激光与普通光对生物体所引起的效应也就不尽相同,它可能比普通光导致发生更大的突变效果。我们自1973年初开始,曾先后应用氩离子激光器的蓝绿光(波长4880埃及5145埃)和CO_2分子激光器的红外光(波长10.6微米和9.6微米)对水稻进行辐射诱变育种试验,产生了一些诱变效果和获得某些经济性状的遗传性变异(已有报导)。目前,正在进行第六代(L_6)和第四代(L_4)的继续选育工作。经过两年多的试验     

Nd:YAG系统的调Q双成份受激辐射

LiF∶F~-_2色心晶体作为Nd∶YAG激光系统的被动Q开关时,在适当条件下自身亦能产生受激辐射,作者在实验上实现了这种调Q双成份的受激辐射输出,并研究了其各种特性。