学习笔记-光学

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记录平时收集的光学知识。

区分自发辐射和受激辐射

参考链接：实验上如何区别自发辐射和受激辐射？(schr dog)

  1. 观察光谱是否很窄，如果很窄，就说明不仅有受激辐射，还发生了谐振（寄生振荡），此时可以证明有激光产生；
  2. 如果不是很窄，那么需要增加泵浦光强或者泵浦电流，来比对不同泵浦条件下的光谱半峰宽（FWHM）。如果光谱随着泵浦光强或者泵浦电流的增加而变宽，那么说明是自发辐射（光谱随着温度增加而变宽）；如果光谱随着泵浦光强或者泵浦电流的增加而变窄，那么说明光谱是受激辐射，测量到的是受激辐射产生的ASE光子。
  3. 受激辐射的光并不具有方向性，也不具有相干性，并且受激辐射的方向实际上也是随机的——因为受激辐射的种子光就是随机的自发辐射（至少谐振器中是这样）。方向性和相干性实际上是谐振腔带来的性质，跟受激辐射过程无关，因此一般认为的工业用激光器（谐振器）必须是要有谐振腔的。
  4. 受激辐射的寿命主要跟受激辐射本身的强度有关，而不是泵浦光强。对于CW谐振器来说，激光器的反转粒子数密度在工作时永远等于阈值时的密度，而阈值仅仅与腔内损耗有关，也就是腔型和输出镜透过率。因此泵浦光强实际上不影响受激辐射的寿命。
受激辐射 受激辐射并不是激光晶体单独发射的，是激光晶体与种子光相互作用发射的。简单来说，就是一个光子与处于激发态的离子作用，产生出另一个与种子光的相位、传输方向、频率相同的光子。
自发辐射 自发辐射是离子本身能级跃迁时产生的光子，不需要外部的种子光。