物理光學2ne是什麼

① 光學包括哪些知識如題 謝謝了

物理光學包括光的傳播和光的本性 在了解光學解析度之前應首先明確掃描儀的解析度分為光學解析度和最大解析度，由於最大解析度相當於插值解析度，並不代表掃描儀的真實解析度，所以我們在選購掃描儀時應以光學解析度為准。 光學解析度是指掃描儀物理器件所具有的真實解析度。而且，掃描儀的光學解析度是用兩個數字相乘，如600*1200dpi，其中前一個數字代表掃描儀的橫向解析度，例如一個具有5000個感光單元的CCD器件，用於A4幅面掃描儀，由於A4幅面的紙張寬度是8.3英寸，所以，該掃描儀的光學解析度就是5000/8.3=600dpi，換句話說，該掃描儀的光學解析度是600dpi。後面一數字則代表掃描儀的縱向解析度或是機械解析度，是掃描儀所用步進電機的解析度，掃描儀的步進電機的精度與掃描儀的橫向解析度相同，但由於各種機械因素的影響，掃描儀的實際精度（步進電機的精度）將遠遠達不到橫向解析度的水平，一般來說。掃描儀的縱向解析度是橫向解析度的兩倍，有時甚至是四倍。如：600*1200dpi。但有一點要注意：有的廠家為了顯示自已的掃描儀精度高，將600*1200dpi寫成1200*600dpi，因此在判斷掃描儀光學解析度時，應以最小的一個為准。 激光器的基本原理 2 ．1 自發輻射與受激輻射 物質的原子從外界獲得能量後進入激發態，隨後又很快（約10 -7 s）返回基態或者較低的能態，並伴隨著發出光輻射．原子沒有受到外來感應場的作用而躍遷回低能態，並同時發出光輻射的過程稱為自發輻射躍遷，產生的光輻射稱為自發輻射；能量相應於兩個能級差的光子會把原子從低能態激發到高能態，這個過程稱為受激吸收躍遷．1916年，著名科學家愛因斯坦在研究光輻射與原子相互作用時發現，在受激吸收躍遷和自發輻射躍遷這兩種過程之間，還應存在第三種過程——受激輻射躍遷，即在能量相應於兩個能級能量差的光子作用下，會使在高能態的原子向低能態躍遷，並同時發射出相同能量的光子．愛因斯坦還研究了原子與輻射場之間的動量交換，得出了受激發射躍遷產生的光子有這樣一些特性：它的頻率、傳播方向及偏振方向，都與誘導產生這種躍遷的光子相同．這意味著，受激輻射有很好的相乾性，並且是沿一個方向傳播． 原子作自發輻射躍遷的速率與在原子系統中存在的輻射場強度沒有關系，而受激輻射躍遷的速率則與輻射場強度有關．假定原子從能級E 2 往能級E 1 （E 2 ＞E 1 ）自發輻射躍遷到某個模的速率為A 21 ，作受激輻射躍遷到這個模的速率為B 21 ，那麼這兩個速率的比值為 B 21 /A 21 =n e （2） 式中的n e 是在這個模式中的光子數目（也稱光子簡並度）．這表示，對於假定的模，受激發射躍遷速率是自發輻射躍遷速率的n e 倍．當n e ≥1時，受激輻射躍遷占優勢．普通光源的輻射頻率分布和輻射強度基本上是由光源的溫度T來決定，在某個模的光子數n e 由下式給出： 式中k在是玻爾茲曼常量（k=1.38×10 -23 J·K -1 ），h是普朗克常量（h＝6.63×10 -34 J·s）．從式（3）可以看到，由於比值 hv/kT是大於零的數，所以 exp（bv/kT）大於 1，即 ne＜1．因而，在普通光源中，自發輻射躍遷速率總是大於受激輻射躍遷速率，產生的光輻射大部分是自發輻射．正因為這個原因，受激輻射的概念當初提出時，並沒有受到人們的重視． 2 ．2 負溫度 負溫度是對光源中處於高能態的原子數目比處於低能態的原子數目多的一種狀態的表述．假定光源中處在高能態E 2 的原子數目為N 2 ，在低能態E 1 的原子數目為N 1 ，那麼，根據描述在熱力學平衡狀態下原子按能級分布的玻爾茲曼分布定律，這光源的溫度T是 因為E 2 -E 1 ＞0，所以，如果N 2 ＞N 1 ，那麼，由式（3.4）看到，光源的溫度T是「負值」．事實上，溫度是不能為負值的，這里說的「負溫度」只是表示原子按能級分布的一種狀態，不是處於熱力學平衡狀態，而是處於非熱力學平衡狀態．1951年，美國珀塞爾（E．M．Purcell）試圖使用所謂「突然倒轉場」的方法精確測定核磁矩，即設想研究場極性改變比核自旋的響應時間更快．他用這個方法在氟化鋰（LiF）晶體中獲得了核自旋體反轉分布，並觀察到輻射頻率50 kHz的受激發射，第一次提出了所謂「負溫度」概念，提出粒子數反轉分布只能與玻爾茲曼分布定律中的負溫度相對應． 可以利用許多方法讓物質中的原子（分子）實現負溫度狀態．從原則上說，只要對原子泵浦到高能態的速率，比它離開這個能態的速率高，最終可以造成負溫度狀態．現在使用的主要方法有（1）光泵浦；（2）氣體放電泵浦；（3）注入電流泵浦；（4）化學泵浦等．具體內容參見3.2.4．需要注意的是，在可見光波段或紅外波段獲得並保持負溫度狀態比在微波波段困難得多，因為自由原子的自發輻射速率和光頻率的三次方成正比． 2 ．3 激光的增益 這是表徵光輻射在激光器的工作物質內傳播過程中其強度增長的因子．假定激光工作物質中處在高能態E 2 的原子數密度為N 2 （原子/cm 3 ），處在低能態E 1 的原子數密度為N 1 ．頻率v=（E 2 -E 1 ）/h的光輻射沿工作物質傳播，在單位時間內，單位體積工作物質內由受激輻射躍遷產生的輻射功率，超出由受激吸收而失掉的輻射功率的數量W為 上式中的g 1 、g 2 分別為能態E 1 、E 2 的能級簡並度，λ是光輻射波長，τf是能態E 2 的自發輻射壽命，n是工作物質的折射率，f（v）是從能態E 2 向能態E 1 躍遷時產生的光輻射頻率分布因子（也稱譜線形狀函數），I v 是頻率v的光輻射強度．公式（3.5）中沒有計及由自發輻射躍遷產生的輻射．由受激輻射躍遷產生的光輻射疊加到原先光輻射上，光強度的增加反過來又增大了受激輻射躍遷速率，從而進一步加強了在工作物質內傳播的光輻射強度，考慮到這種關系後，光輻射沿工作物質傳播過長度dz後強度的增長量為 dI（z）=W（v）dz=G（v）I v （z）dz （6） 通常的情況是外部光源對工作物質作均勻泵浦，而且可以忽略飽和效應，因此可以說工作物質內的粒子數密度N 2 和N 1 處處一樣．在這種情況下，我們可以獲得光強度I v 的變化規律 I v （z）=I v （0）exp[G（v）z] （7） 式中I v （0）是在工作物質入射端處的光強度，G（v）稱為增益系數，它是光輻射在工作物質內傳播過單位長度時光強度的相對增量．對於紅寶石激光器（紅寶石晶體內含Cr 2 O 3 的重量約0.5%，相應的鉻離子濃度約2.4×10 19 ，它的τ f ≈3×10 -3 s，折射率n=1.77），用光泵浦產生的能級粒子數反轉值△N＝N 2 －N 1 （g 2 /g 1 ）=5×10 17 cm -3 時，對波長0.6943nm的增益系數G（v）約為5×10 -2 cm -1 ，亦即在晶體內傳播過10cm的距離，光強度增強10 dB． 2 ．4 激光器的結構 激光器基本上由三部分組成． 1．工作物質 這是發射激光的發光材料．從原則上講，光學透明均勻性能好的材料，包括固體的、氣體的、液體的、半導體的都可以用做激光器的工作物質．但從激光器輸出的激光性能，比如能量轉換效率（泵浦的能量轉換成激光能量的比例）、激光束的相乾性、激光能量（功率）高低、激光器使用壽命、激光能量（功率）穩定性、激光閾值泵浦能量、激光頻率可調諧范圍、是否能夠連續泵浦振盪等方面考慮，對使用的工作物質是有一定要求的．基本要求是（1）光學性質均勻，光學透明性良好，且性能穩定；（2）有能級壽命比較長的能級（稱為亞穩態能級）；（3）有比較高的量子效率． 2．共振腔 由放在工作物質兩端的反射鏡構成的光學系統．其中一塊反射鏡對激光的反射率接近100%，另一塊對激光有適量透過率，在共振腔中形成的激光有一部分從這塊反射鏡透射到腔外．共振腔的作用主要有兩方面：（1）正反饋作用．我們在前面已提到，在光輻射沿工作物質傳播的過程中，受激輻射躍遷使得光強度按指數函數關系增長．共振腔讓光輻射能夠不斷地在工作物質中往復傳播，使受激輻射強度強烈增長，達到激光振盪．（2）選模作用．在光學波段，共振腔的尺寸比光波長大得多．因此，在腔內存在的模不是一個．原子向某個模作受激輻射躍遷的速率與在這個模的光子數目成正比．共振腔內可能同時存在許多個模，但是，它們的光學增益不一樣．在沿共振腔光軸附近小立體角內傳播的光束及光頻率在光譜線中心附近的模有較大的增益，而且，隨著光輻射在腔內往返傳播次數增加，在這個模的光子數迅速增多，以致後來差不多所有在激發態的原子都向這個模作受激輻射躍遷．於是，我們就可以獲得發散角小、相乾性更好的激光束． 3．泵浦源 泵浦源是向工作物質供給能量，把原子、分子從基態激發到高能態，並且形成負溫度狀態的能源．常用的泵浦源有： （1） 光學泵浦．這是利用光源（比如高亮度氙燈、氪燈或激光器）的光輻射把原子泵浦到高能態．固體激光器、染料激光器等都是採用這種方法．對泵浦光源的基本要求是，發射的光輻射能量應集中在最靠近工作物質吸收帶中心這個頻率上．滿足這個條件時，泵浦光源的大部分光輻射能量會用到泵浦上，這樣會獲得比較高的泵浦效率；其次，泵浦光源的體積要小，使用壽命要長，發光效率要高． （2）氣體放電泵浦．利用氣體放電中形成的電子或者離子與工作物質中的原子發生非彈性碰撞，把它們激發到高能態．氣體激光器、金屬蒸氣激光器等採用這種方法． 氣體放電有弧光放電和輝光放電兩類．大多數氣體激光器使用的是輝光放電泵浦，少數氣體放電激光器（主要是氬離子激光器）用的是弧光放電泵浦． （3）粒子束泵浦．向工作物質注入高能電子或離子，讓它們與工作物質的原子或分子作非彈性碰撞，把後者激發到高能態．高氣壓氣體激光器、半導體激光器採用這種方法． （4） 化學泵浦．利用工作物質本身化學反應時產生的能量，把原子、分子激發到高能態．很早以前科學家就發現，在許多放熱化學反應中能形成大量激發態原子和分子，當化學反應條件適當時還能觀察到能級粒子數反轉現象．它又分直接泵浦、能量轉移泵浦和光分解泵浦三種方式．前者是由工作物質內發生的化學反應直接形成激發態原子；第二種是利用某些化學反應產生的激發態原子與工作物質的原子作非彈性碰撞，通過能量交換把後者激發到高能態；第三種是利用短波長光輻射照射工作物質，使其發生光分解反應，在反應過程中形成激發態原子． 2 ．5 激光器的振盪條件 激光器要滿足所謂振盪條件才有激光輸出．工作物質受到泵浦後，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，由於衍射效應而逸出共振腔的，還有因為工作物質內存在或多或少的光學散射顆粒而引起散射損失的、工作物質內雜質原子吸收掉的等等．顯然，只有當由受激輻射躍遷產生的光功率超過在共振腔內損失掉的量，或者說，光輻射的增益超過它的損耗因子，腔內的受激輻射光強度才會越來越強，最後形成激光振盪． 假定由工作物質提供的激光增益系數為G（v），光輻射沿工作物質傳播長度l之後，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 exp[G（v）l-（1-R）]≥1 （8） 亦即要求 G（v）l＞（1-R） （9） 相應地，滿足條件（3.9）時，對工作物質內的能級粒子數反轉密度（N 2 -N 1 ）以及需要的泵浦能量（或功率）也有要求，最低的要求量分別稱為閾值粒子數反轉密度和閾值泵浦能量（功率）．對於譜線中心這個波長，閾值粒子數反轉密度△N t 由下式計算： 式中τ f 是激光躍遷上能級的壽命，△v是增益譜線寬度．發射波長 λ=632.8nm的He-Ne激光器（氖原子發射這個波長的能級的平均壽命τ f ～10 -7 s，譜線寬度△v～1.5×10 9 Hz．假定共振腔兩塊反射鏡的反射率 ×10 9 cm -3 ．固體激光工作物質中激活粒子的能級壽命τ f 比較長，譜線寬度△v也比較寬，所以相應的△N t 比較大． 如果考慮工作物質雜質原子的吸收，閾值粒子數反轉密度△N t 由下式計算 式中的α為光學吸收系數． 2 ．6 模和激光振盪模 模（或叫波型）是激光理論中的一個基本概念．從光的波動觀點看，模是指電磁波動的一種類型，實際上也就是存在於空腔中各種不同頻率的駐波；從光的粒子觀點看，模是代表了可以相互區分的光子態．在各向同性的空間內，單位體積的模數目N為 式中v是光輻射頻率，c是光速，△v是光輻射的頻率范圍．在光頻區，v～10 14 Hz，△v～10 10 Hz，由式（3.12）算得在1cm 3 體積內的模數目為10 8 ．在激光器所用的開放式共振腔內，模的數目大大減少，而滿足激光振盪條件的模數目就更少了．滿足激光振盪條件的穩態電磁場分布稱為激光振盪模，在腔長l的共振腔內，兩個模的頻率間隔△v～c/2l（c是光速）．能達到激光振盪條件的模，它的輻射頻率必須在光學增益帶寬內．假定共振腔的腔長為10cm，兩個模之間的頻率間隔△v～1.5×10 9 Hz． He-Ne激光器的增益帶寬△vG～1.5×10 8 Hz．這意味著，實際上能夠同時達到激光振盪條件的只有一個模．紅寶石的增益帶寬△vG～2×10 11 Hz，如果採用相同長度的共振腔，在增益帶寬內可以容納13個模．在譜線均勻致寬的情況下，會發生振盪模競爭的現象，這13個模最終只有少數幾個能同時發生振盪．總的來說，激光器的激光振盪模數目是很少的． 前面談的是沿同一個傳播方向，按光頻率區分光子態得到的結果，這樣的模稱為縱模．還有按輻射傳播方向區分光子態，這就是橫模．從波動觀點來看，在垂直於光束傳播方向的橫截面上，每一種穩定存在的電磁場分布形式稱為一種橫模式，用符號TEM mn 表示，下標m、n代表模的階數．m=n=0的模稱為基模，其餘的稱高階模．圖3-3是幾種橫模的光電場分布形式和光強空間分布花樣．橫模階數高的模，其光強空間分布范圍大，在共振腔內來回傳播過程中逃逸出共振腔的量大．所以，雖然可存在的橫模有許多個，但能滿足激光振盪條件的只有少數幾個． 2 ．7 調Q和Q開關 這是通過改變激光器共振腔Q值，提高激光器輸出功率和壓縮激光脈沖寬度的技術．共振腔的Q值（也稱腔的品質因子）是描述激光器共振腔光學損耗大小的量．光學損耗低的腔，其Q值高．共振腔的Q值由下式計算 當泵浦源向激光器工作物質輸入的能量（功率）達到振盪閾值時，激光器便產生激光振盪，輸出激光．如果泵浦源繼續泵浦，維持激光器在閾值以上，它就連續輸出激光．激光振盪閾值與共振腔的光學損耗，亦即與共振腔的Q值有關．如果激光器的工作物質在受泵浦的期間，讓共振腔的Q值保持很低，則激光器因振盪閾值很高而不能發生激光振盪，大量的泵浦能量繼續存在工作物質內．當工作物質已「吸飽」泵浦能量時，突然升高共振腔的Q值，相應地，激光振盪閾值也突然降低，在閾值之上那部分儲存能量便在短時間內發射出來，形成功率很高的激光脈沖．用這個辦法得到的激光能量雖然比自由振盪（即不加Q開關）時得到的激光能量低一個數量級，但是，自由振盪激光器輸出的光脈沖寬度是毫秒量級，而採用Q開關後得到的激光脈沖寬度大大縮窄，是幾十納秒量級．總的來說，還是使激光器輸出功率凈增加10 4 到10 5 倍，達幾百兆瓦到幾千兆瓦． 實施共振腔Q值突變的方法（也稱Q開關）基本上有兩種：被動法（被動Q開關）和主動法（主動Q開關）．前者是靠激光器本身完成共振腔Q值的變化，後者是由外部機械或電子學信號使共振腔Q值發生變化．兩種方法都要求共振腔Q值變化迅速，變化幅度大．假定Q值變化速度緩慢，儲存在共振腔內的能量將以寬脈沖形式釋放出來，結果是降低了激光功率水平，Q值變化幅度太小，實際可轉化為激光的能量數額也小． 常用的Q開關有如下幾種： 1．可飽和吸收體Q開關 這是屬於被動Q開關．在共振腔內放可飽和吸收染料盒（或染料片）、色心晶體等（見圖3-4）．它們對腔內的激光透過率是光強的函數，在開始時，共振腔內的受激輻射強度低，它們對光輻射的吸收率大，即共振腔的Q值很低；當工作物質被充分泵浦而達到激光振盪閾值時，它們發生飽和吸收，透過率上升到接近 100%，共振腔的 Q值也隨即突然升高到很高的數值． 2．電光Q開關 在共振腔內放電光元件和偏振分析器（如果激光器工作物質產生的輻射是偏振的，可以不用放偏振分析器）（見圖3-5）．當給電光元件加上外電場時，會使通過的激光的偏振面發生旋轉，由此可控制光束通過分析器的透過率．共振腔的Q值直接與分析器的透過率有關．現在最常用的電光元件是克爾盒和普克爾盒． 3．機械Q開關 用馬達帶動共振腔的一塊反射鏡高速旋轉（見圖3-6），當旋轉的鏡子轉到與共振腔另一塊反射鏡精確平行的位置時，腔的Q值最高，在其它位置時腔的Q值都比較低．反射鏡的轉動必須與閃光燈的觸發同步，使兩塊反射鏡達到平行時，工作物質已得到充分的泵浦．通常使用Porro棱鏡做轉鏡，其轉軸和激光束軸線之間的小角度偏差並不影響共振腔的準直．這種Q開關的主要優點是重復性好，主要缺點是容易產生雜訊． 2 ．8 鎖模 這是使用適當方法，讓激光器中發生振盪的各個模之間建立穩定的相位關系，發生相位「干涉」，形成脈沖寬度極窄、功率極高的激光的技術． 常用的激光器增益寬度都比較寬，在其頻率范圍內可同時容納許多個模，而且它們當中有不少會同時達到激光振盪條件．這些振盪模不僅在頻率上有些差別，振盪相位也彼此沒有關聯．這些振盪步伐不劃一的光波混雜在一起，總的光輻射強度分布便呈現無規則起伏狀態．激光器輸出的光強實際上是各個振盪模強度按時間平均的統計平均值．因此，脈沖展得比較寬，得到的功率也不會很高． 圖3-7（a）是三個振盪模v 1 ，v 2 ，v 3 獨立行動的狀態，因為它們的相位彼此不一致，結果是總體光強體現不出規則的變化．如果各個模的相位保持穩定的關系，如圖（b）那樣，就會出現在A，B，C等地方三個模的光振動波峰相疊加，總的光波振幅為單個模的三倍，而在其它地方，則因為出現波峰、波谷相遇，光振動彼此抵消，總的光波振幅很小．這么一來，我們就可獲得一列振幅高低差別懸殊、波形重復出現的光波，或者說得到一列功率很高、脈沖重復出現的光脈沖序列． 假定激光器同時發生振盪的模有n個，那麼，鎖模後得到的光脈沖寬度將縮窄為自由振盪時的1/n，而激光功率提高n倍，對於釹玻璃激光器，變化的倍數可達10 4 倍．所以自從第一台激光器研製成功後，就注意使振盪模之間的相位關系穩定，以提高激光的功率． 使各個振盪模相位關系穩定一致的基本做法是：在共振腔內放置象信號發生器那樣的「主動」外激勵調制器（現在常用的有電光調制器、聲光調制器），或者放可飽和吸收染料這樣的「被動」 調制器．相應地將前一種稱為主動鎖模，後一種稱為被動鎖模．下面以主動鎖模為例，說明鎖模的工作原理． 用頻率f i 驅動放在共振腔內的那隻主動調制器工作，同時讓最靠近增益峰值頻率v m 的模開始激光振盪．受調制器的作用，這個模的電磁場通過調制器之後將形成頻率分別為v m +f i 和v m -f i 的邊帶．如果驅動頻率f i 等於兩個縱模的頻率間隔（數值等於c/2l，c為光速，l為共振腔腔長），那麼，v m 帶將通過兩個邊帶的「搭橋」與和它相鄰近的兩個模發生耦合，三者建立了振盪相位關系．當頻率v m ±f i 的邊帶通過調制器時，又產生頻率v m ±2f i 的新邊帶，它們又把v m 與和它相隔頻率2f i 的模耦合起來，建立激光振盪相位關系．輻射在腔內來回通過調制器傳播，與v m 建立振盪相位關系的模越來越多，最後使在激光增益線寬范圍內全部的縱模都耦合起來．我們說，振盪模此時已被鎖定，激光器進入鎖模狀態． 除前面談到的主動鎖模和被動鎖模之外，還有同步泵浦鎖模、碰撞鎖模、主被動鎖模等．用一台鎖模激光器輸出的連續脈沖序列泵浦另一台激光器，當被泵浦的激光器共振腔長度與泵浦激光器的共振腔長度幾乎相等或者是它的整數倍時，在一定條件下，也等效於在腔內放調制器，因而可以獲得短脈沖激光輸出，其脈沖寬度在最佳條件下比泵浦光脈沖寬度小2～3個數量級．染料激光器、色心激光器、半導體激光器都可以採用這種鎖模方法．碰撞鎖模是讓兩個光脈沖在共振腔內相向傳播，當它們在腔內的可飽和吸收體中重疊時，建立起對光束的調製作用，使激光器進入鎖模狀態．利用這個辦法已獲得脈沖寬度為飛秒（fs，1fs＝10 -15 s）量級的激光脈沖． 利用被動鎖模可以產生很窄的光脈沖，但這種方法也有一些缺點，比如為了產生穩態區必須非常嚴格地校正泵浦參數和共振腔參數，可調諧性還受可飽和吸收體的限制．主動鎖模能獲得穩定性和重復性比較好的激光脈沖，而且適用的激光頻率范圍比較寬，但能夠得到的脈沖寬度一般來說不如用被動鎖模方法得到的窄．把被動鎖模和主動鎖模相結合，就可以獲得穩定性好脈沖寬度又窄的激光脈沖．比如，採用鈮酸鋰（LiNbO 3 ）電光調制器作主動鎖模器的紅寶石激光器，在共振腔內放入隱花青盒（被動鎖模用的飽和吸收體），激光脈沖寬度便由原先的100ps（皮秒，1ps=10 -12 s）壓縮到5ps． 2 ．9 激光器件 1960年5月第一台激光器問世後，研製激光器的工作在世界范圍內迅速展開，激光器的種類隨即迅速增多．現在，已記錄到的激光振盪波長有1萬種以上，採用的工作物質種類也很多．它們包括固體的、氣體的、半導體的、液體的．如果以每輸出一種激光波長的器件看作一種激光器（在通常的激光器中，一種激光器能輸出某特定波長或特定波長范圍的激光），就有上萬種激光器．倘若再考慮到連續泵浦或單脈沖泵浦工作的、採用Q突變或鎖模工作的，激光器的種類就更多了．不過，它們當中輸出功率（能量）比較高、能量轉換效率也比較高，可長時間穩定、可靠地工作，在市場上有比較大量的產品的激光器只有10來種，其中重要的有： 1．釹玻璃激光器 它是採用在玻璃內摻入稀土元素釹做工作物質的激光器．激光由摻入的釹離子發射．主要的激光波長是1060 nm．釹玻璃採用技術很成熟的玻璃熔煉方法製造，比較容易獲得大體積光學均勻性良好的釹玻璃，因而能製成大型的器件，獲得很高的激光能量和功率．現在已製成輸出功率達10 14 W的激光器，居各種類型激光器之首． 2．釔鋁石榴石激光器 它通常簡寫為Nd：YAG（摻釹釔鋁石榴石）激光器．工作物質是在YAG（釔鋁石榴石）晶體內摻進稀土元素釹製成，所以，它輸出的激光波長主要也是在1060 nm附近．因為能夠摻進去的釹濃度比較高，故單位工作物質體積能提供比較高的激光功率，激光器也可以做得比較小．採用半導體激光器做泵浦源的器件體積更小，更緊湊．這種激光器可以連續泵浦，也可以高重復率脈沖泵浦． 3．氦-氖激光器 這是首先獲得成功的氣體激光器．工作物質是He-Ne混 合氣體，激光由氖原子發射，加進去的氦氣體起改善氣體放電條件，提高激光器輸出功率的作用．採用氣體放電泵浦，使用的放電電源有射頻電源、交流電源和直流電源，其中最普遍使用的是直流放電．根據所選擇的工作條件，激光器可以輸出近紅外、紅光、黃光、綠光，其中最常用的是輸出紅光（波長632.8 nm）的激光器． 4．CO 2 激光器 這是輸出功率最高的氣體激光器，連續輸出功率50 kW的器件已有產品，脈沖輸出功率達10 12 W，僅次於釹玻璃激光器．使用的工作物質是CO 2 ，He， N2，Xe的混合氣體，激光由CO 2 分子發射，其它氣體可以協助改善激光器的工作條件，提高激光器輸出功率水平和使用壽命．輸出的激光波長主要集中在9600nm和10600nm附近，其中以10600nm這個波長范圍的激光功率最大． 維持混合氣體處於較低的溫度，可以獲得比較高的能量轉換效率，所以，激光器工作時需要冷卻放電區域．小型器件一般採用通水冷卻，大型器件則是採用流動工作氣體的方式，以把放電區的熱量排出去． 5．雙異質結半導體激光器 這是由不同組分的半導體材料做成激光器有源區和約束區的激光器，輸出的激光波長主要在900 nm附近．輸出的激光功率在90 mW～100mW之間．採用注入電流泵浦． 半導體激光器是各類激光器中體積最小，重量最輕的激光器，整個激光器的體積比一顆鈕扣還小，而且，激光器的使用壽命很長，有效使用時間超過10萬小時．

② 大學物理光學的重要公式有哪些求解

波動光學
楊氏雙縫干涉 x=kDλ/d
薄膜干涉 2ne + λ/2 =kλ(亮紋)
單縫衍射 a sinΨ=kλ(暗紋)
asinΨ=(2k+1)λ／2 亮紋
光柵方程 (a+b)sinΨ=kλ

③ 大學物理光學公式是什麼

大學物理光學公式波動光學楊氏雙縫干涉 x=kDλ/d，薄膜干涉 2ne + λ/2 =kλ(亮紋)單縫衍射 a sinΨ=kλ(暗紋)asinΨ=(2k+1)λ／2 亮紋光柵方程 (a+b)sinΨ=kλ。

1. 透鏡的等光程性，使用透鏡不會產生附加光程差，半波損失，入射光從光疏（n1小）掠射（ 入射角 約 90°) 或正射(入射角約0°) 到光密媒質（n2 大)的界面時，產生半波損失。光密 → 光疏無半波損失。折射無半波損失。

2. 條紋特點單色光照射： 一系列平行的明暗相間的條紋； θ 不太大時條紋等間距，中間級次低；Δ x ∝ λ。白光照射：零級明紋為白色，其它亮紋構成綵帶，由紫到紅，第二級開始重合。

3. 折射定律由荷蘭數學家斯涅爾發現，是在光的折射現象中，確定折射光線方向的定律。光從光速大的介質進入光速小的介質中時，折射角小於入射角；從光速小的介質進入光速大的介質中時，折射角大於入射角。
   

4. c=3×108km/s、En=E1+12.6=－1eV 、 x=kDλ/d等。
   

④ 光學公式是什麼呢

大學物理光學公式如下：

波動光學楊氏雙縫干涉 x=kDλ/d。

薄膜干涉 2ne + λ/2 =kλ(亮紋)

單縫衍射 a sinΨ=kλ(暗紋)

asinΨ=(2k+1)λ／2

亮紋光柵方程 (a+b)sinΨ=kλ。

透鏡的等光程性

使用透鏡不會產生附加光程差，半波損失，入射光從光疏（n1小）掠射（ 入射角 約 90°) 或正射(入射角約0°) 到光密媒質（n2 大)的界面時，產生半波損失。光密 → 光疏無半波損失。折射無半波損失。

條紋特點單色光照射： 一系列平行的明暗相間的條紋； θ 不太大時條紋等間距，中間級次低；Δ x ∝ λ。白光照射：零級明紋為白色，其它亮紋構成綵帶，由紫到紅，第二級開始重合。

折射定律由荷蘭數學家斯涅爾發現，是在光的折射現象中，確定折射光線方向的定律。光從光速大的介質進入光速小的介質中時，折射角小於入射角；從光速小的介質進入光速大的介質中時，折射角大於入射角。

c=3×108km/s、En=E1+12.6=－1eV 、 x=kDλ/d等。

⑤ 大學物理中 為什麼有的時候光程差等於（n-1）e，有的時候等於2ne

前者是指光通過厚度為e的介質的與沒有介質時光程差。後者是光在厚度為e薄膜上下表面光程差

⑥ 光學性質中的nd，ne，ve分別什麼意思

光在不同介質中的傳播速度不同，使光在通過不同介質界面時出現折射現象。

⑦ 光學性質中的nd、ne、ve分別什麼意思

不同波長下的折射率和阿貝系數

⑧ 大學物理。。。。

K是整數！也可以取-1234567.。。。。。。。
你的公式寫錯了哈！應該是：2ne=（2k+1）×λ/2
你看公式呀，2ne中的e代表膜的厚度。很明顯，當k=0時，2ne=λ/2, e最小。所以表示膜的厚度最薄。

⑨ 大學物理光學 詳細的追加高分

膜的上下兩表面的反射光是相干光，由於其中一個反射光有半波損失，所以光程差=2ne+λ/2
當光程差為波長整數倍時，反射加強: 2ne+λ/2=kλ
反射加強的波長λ=4ne/(2k-1)
令k=1:λ=4ne=4*5300*1.33=4*6650+399=4*7049A 紅外
令k=2:λ=4ne/3=4*7049/3=9399A 紅外
令k=3:λ=4ne/5=4*7049/5=5639A 可見光
令k=4:λ=4ne/7=4*7049/7=4028A 可見光令k=5:λ=4ne/5=4*7049/9=3133A 紫外光

⑩ 什麼是物理光學

物理光學（又稱波動光學）是光學的一個分支，研究的是光的基本特性、傳播規律和光與其他物質之間的相互作用。
其中的干涉、衍射、偏振現象是以幾何光學無法解釋的。
是建立在惠更斯原理之上，可以建立復波前（包括振幅與相位）通過光學系統的模型。這一技術能夠利用計算機數值模擬模擬或計算衍射、干涉、偏振特性、像差 等各種復雜光學現象。由於仍然有所近似，因此物理光學不能像電磁波理論模型那樣能夠全面描述光傳播。對於大多數實際問題來說，完整電磁波理論模型計算量太大，在現在的一般計算機硬體條件下並不十分實用，但小尺度的問題可以使用完整波動模型進行計算。