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受激躍遷（概）幾率的計算受激躍遷（概）幾率的計算1、計算方法(1)未考慮譜線加寬：

(2)考慮譜線加寬：g(

):發(fā)光粒子自發(fā)輻射線型函數(shù)；:中心頻率為

的激光單色輻射能量密度；:中心頻率為的總輻射能量密度（:光子數(shù)密度)。

0g(

)2、計算結(jié)果3、物理意義每個光子引起的受激輻射幾率等于分配給每個模式的自發(fā)輻射幾率。:

處單位頻率間隔內(nèi)的自發(fā)輻射幾率。單色模密度E1E2E3W13S32A21W21W12(2)激光上能級粒子數(shù)(1)非穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)

n=n2-n1:反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度W12=W21速率方程1、三能級系統(tǒng)③綜合(3)光子數(shù)①考慮受激躍遷②考慮腔損耗(4)總粒子數(shù):

n1+n2+n3=n

n:總粒子數(shù)密度四能級系統(tǒng)E2E3E4W14S43A32W32W23E1S21(2)激光上能級粒子數(shù)(1)非穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)(4)光子數(shù)(5)總粒子數(shù):n1+n2+n3+n4=n(3)基態(tài)粒子數(shù)例1：激光器輸出光波長為0.6m,輸出光功率為100mw,求為此每秒需要產(chǎn)生的光子數(shù)。解：例2：脈沖激光介質(zhì)中發(fā)光粒子的濃度為n=51012cm-3，介質(zhì)棒長度為L=20cm，橫截面積為A=2mm2，輸出光頻率為

=4108MHz，假設(shè)可將所有發(fā)光粒子全部激發(fā)到激光上能級，求在一次脈沖過程中輸出的能量。若脈寬

=5s，求平均輸出功率。解：②解析表達式證明:(3)光譜函數(shù)(4)線型函數(shù)①光譜函數(shù)的積分②線型函數(shù)多普勒線

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