激光原理复习要点第一章激光的基本原理
一、激光的基本性质：1光子的能量与光波频率对应

h
；2光子具有运动质量
m

c2

hc2
；3
光子的动量与单色波的波失对应
p

mc
0

k
；4光子具有两种可能的偏振态，对应光波场的两个独
立偏振方向；5光子具有自旋，且自旋量子数为整数。二、光子的相干性：1相干性：在不同的空间点上，在不同的时刻的光波场的某些特性（例如光波场
的相位）的相关性。2相干体积：在空间体积为Vc内的各点光波场都具有明显的相干性。3相干长
度：光波波列的长度。4光源的单色性越好，则相干时间越长。5关于相干性的两个结论：（1）相格
空间体积以及一个光波模式或光子偏振态占有的空间都等于相干体积。（2）属于同一状态的光子或同
一个模式的光波是相干的，不同状态的光子、不同模式的光波是不相干的。
三、光子简并度：同一状态的光子数、同一模式的光子数、处于相干体积的光子数、处于同一相格的
光子数。
四、自发辐射：处于高能级的一个原子自发地向低能级跃迁，并发射出一个能量为h的光子，这种过程叫自发跃迁，由原子自发跃迁发出的光成为自发辐射。
五、受激辐射：处于上能级的原子在频率为辐射场作用下，跃迁至低能级，并辐射出一个能量为h的光子，受激辐射跃迁发出的光成为受激辐射。
六、受激吸收：处于低能级的一个原子，在频率为的辐射场作用下，吸收一个能量为h的光子并向高能级跃迁。
七、辐射跃迁：自发辐射跃迁、受激辐射跃迁，非辐射跃迁：受激吸收
八、增益系数：用来表示光通过单位长度激活物质后光强增长的百分比。
g

dIz
dz

I
1
z

。
九、饱和增益：增益系数g随着z的增加而减小，这一现象称为饱和增益。
十、引起饱和增益的原因：1光强I的增加是以高低能级粒子数差的减小为代价的。2光强越大，高
低能级的粒子数差减小的就越多，所以g也随z的增大而减小。
十一、光谐振腔的作用：1模式选择，保证激光器单模振荡，从而提高相干性。2提供轴向光波模的
反馈。
十二、激光器包含那几部分组件：①工作物质：激光器的核心，实现受激辐射；②激励能源：提供泵
浦光；③光放大组件：光激活物质，提供足够增益；④光学谐振腔：提供模式选择，提供轴向反馈。
十三、激光的特性：色性、方向性、相干性、高亮度。
第二章开放时光谐振腔与高斯光束
一、有源腔：有增益物质的；无源腔：没有增益物质，
二、光腔的分类：平行平面腔、波导谐振腔；光腔的作用：提供光学正反馈
三、光腔r