《激光的单色性》PPT课件.ppt

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1、8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),1.谱线宽度(breadth of spectral line),第八章 现代光学(Modern Optics),发光时间,大小的谱线宽度 叫自然宽度。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),1.谱线宽度(breadth of spectral line),第八章 现代光学(Modern Optics),规则热运动。运动速度和方向都在变化，在发,个宽度叫多普勒宽度。,光中心频率 附近引起一定范围内的增宽。这,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser)

2、,1.谱线宽度(breadth of spectral line),第八章 现代光学(Modern Optics),红线，实际的中心频率是4.71014Hz，宽度,定义为光谱线最大强度,的一半所对应的二个频率,为1.5109 Hz，谱线宽度,之差.,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),1.谱线宽度(breadth of spectral line),第八章 现代光学(Modern Optics),来回反射，产生多光束干涉。,（j 为整数）或,频率都干涉相消。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),1.谱线宽度(bre

3、adth of spectral line),第八章 现代光学(Modern Optics),（1）具有共振频率,（2）同时存在的共振频率不止一个，而有,许多个。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),1.谱线宽度(breadth of spectral line),第八章 现代光学(Modern Optics),相邻二个共振频率之差为,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),2.谐振腔的共振频率,第八章 现代光学(Modern Optics),条件的频率数越多，从谐振腔发射出去的光波,中所包含的频率数也越多。谐振腔有选

4、择频率,的作用。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),3.激光的单色性(Monochromaticity of laser),第八章 现代光学(Modern Optics),（1）既是工作物质的谱线宽度内的,（2）又是满足谐振腔共振条件,这时的频率，才能形成激光输出。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),3.激光的单色性(Monochromaticity of laser),第八章 现代光学(Modern Optics),例如，氖放电管发射的光波为图中所示，中心,频率为4.71014 Hz，频率宽度为=1.5109

5、,Hz，氖放电管如长100 cm，相邻二共振频率,之差 Hz,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),3.激光的单色性(Monochromaticity of laser),第八章 现代光学(Modern Optics),如果要求谐振腔只发射一个频率，则取氖,从谐振腔发射出来的光波频率数为,放电管长为10 cm 即可。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),3.激光的单色性(Monochromaticity of laser),第八章 现代光学(Modern Optics),频率和中心波长。,8.5 激光的单色性(Mon

6、ochromaticity of laser),4.选模(Mode selection),第八章 现代光学(Modern Optics),只存在一个频率,线，它仍有一定的很狭窄的频率分布。目前激,光的频率宽度可由1到105Hz),8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),4.选模(Mode selection),第八章 现代光学(Modern Optics),率,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),4.选模(Mode selection),第八章 现代光学(Modern Optics),(1)缩短腔长。如氦氖激光器，腔长

7、为10 cm,时，输出一个频率的激光。但激光输出功率降,低，并使输出频率不稳定。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),4.选模(Mode selection),第八章 现代光学(Modern Optics),(2)用Fabry-Perot etalon（法布里-珀罗标准,具）。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),4.选模(Mode selection),第八章 现代光学(Modern Optics),频率条件的光有极高（接近100%）的反射率。,材料的折射率为n,由于多光束反射，对满足,式中c 为真空中光速，i2

8、为平板中的折射角，k,是正整数。如取dL，调整i1角，可有下图所,示的结果。,8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),4.选模(Mode selection),第八章 现代光学(Modern Optics),8.5 激光的单色性(Monochromaticity of laser),4.选模(Mode selection),第八章 现代光学(Modern Optics),图（a）：不选模时有5个纵模，二,（b）：标准具的透射曲线，在,有高透射率，且间距大,（c）：5个纵模中只有一个能通过标准具，,因而形成振荡输出激光的只有一个纵模频率。,模之间的间距为激光器的纵模间隔,于激光器的纵模间隔。,