题目
激光器的发光机理是( )A. 自发辐射;B. 自发吸收;C. 受激辐射 ;D. 受激吸收。
激光器的发光机理是( )
A. 自发辐射;
B. 自发吸收;
C. 受激辐射 ;
D. 受激吸收。
题目解答
答案
C. 受激辐射 ;
解析
本题考查激光器的发光机理相关知识点。解题思路是需要明确各个选项所代表的物理过程的含义,然后根据激光器的工作原理来判断正确答案。
各选项物理过程含义分析
- 自发辐射:处于高能级 $E_2$ 的粒子,在没有外界作用的情况下,自发地向低能级 $E_1$ 跃迁,并发射出一个能量为 $h\nu=E_2 - E_1$ 的光子的过程。普通光源(如白炽灯、日光灯等)的发光就是基于自发辐射,其特点是发光过程是随机的,各个光子的相位、偏振方向和传播方向都没有关联,所以发出的光是非相干光。
- 自发吸收:处于低能级 $E_1$ 的粒子,在没有外界作用的情况下,自发地吸收一个能量为 $h\nu=E_2 - E_1$ 的光子而跃迁到高能级 $E_2$ 的过程。这是一个粒子吸收能量的过程,并非发光过程。
- 受激辐射:处于高能级 $E_2$ 的粒子,在频率为 $\nu=\frac{E_2 - E_1}{h}$ 的外来光子的激励下,向低能级 $E_1$ 跃迁,并发射出一个与外来光子的频率、相位、偏振方向和传播方向都完全相同的光子的过程。受激辐射产生的光子与入射光子具有相同的特性,大量的受激辐射可以产生大量相同特性的光子,从而实现光的放大和相干性,这是激光器发光的核心原理。
- 受激吸收:处于低能级 $E_1$ 的粒子,在频率为 $\nu=\frac{E_2 - E_1}{h}$ 的外来光子的激励下,吸收这个光子的能量而跃迁到高能级 $E_2$ 的过程。这也是一个粒子吸收能量的过程,不是发光过程。
激光器发光原理
激光器的工作过程是先通过外界激励(如光泵浦、电激励等)使工作物质中的粒子实现粒子数反转分布,即处于高能级的粒子数多于低能级的粒子数。然后,一个自发辐射产生的光子或外界注入的光子作为激励光子,引发受激辐射,产生一个与激励光子完全相同的光子,这两个光子又可以继续引发其他粒子的受激辐射,使光子数不断增加,从而实现光的放大和输出,形成激光。所以激光器的发光机理是受激辐射。