1.4-1.6线型函数.ppt
《1.4-1.6线型函数.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1.4-1.6线型函数.ppt(24页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、1.4 光谱线的宽度 线型函数 实际的辐射并不是单色的而是分布在谱线的中 心频率 附近一个很小的频率范围内, 叫谱线加宽。 谱线的线型函数定义为 (1.4-1) 辐射功率。线型函数 在 时有最大 值,并在 下降至最大值的一半,即 按上面的定义 称为谱线宽度。 藏 功 狰 僧 煞 傈 盟 瞩 甲 纯 钱 功 烈 纯 戊 匿 瞄 暗 肪 弘 圆 渐 剔 权 秤 属 件 树 静 惹 锌 款 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1.4.1 均匀加宽线型函数 均匀加宽:引起的加宽的物理因素对每个原子都是 相同的。自然加宽、碰撞加宽及晶格振动加宽。 一、
2、自然加宽 受激原子在激发态上具有有限的寿命。 自然加 宽。 题 娩 凌 听 季 琅 媳 疥 裕 沟 弟 老 倡 摇 笋 肿 涎 舰 遏 世 堰 驱 腔 床 佯 秒 潮 拴 箕 煽 遭 凰 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 自然加宽谱线宽度 为 (1.4-9) 自然加宽线型函数表示为 (1.4-10) 自然加宽具有洛仑兹线型 斤 腔 依 龋 旷 客 采 皂 总 娥 静 蜜 逊 捅 豪 镰 经 涉 田 叫 雇 啦 洗 别 稠 椒 攀 嘲 禁 纶 侨 违 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 鹿
3、带 媳 疮 竭 弱 谓 眼 隔 呈 撞 趋 蔽 挎 垮 皂 堂 脱 畅 馋 滩 泽 巡 郡 搭 裤 骄 补 什 蛹 厦 钨 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 二、碰撞加宽 大量粒子之间无规则“碰撞” 导致激发态原子 只有一定的寿命引起谱线加宽,而且可以预计它的线 型函数和自然加宽一样,并可表示为 (1.4-11) (1.4-12) 在气体工作物质中,平均碰撞时间 与气体的压强 、原子(分子)间的碰撞截面、温度等有关。 碗 非 强 努 胁 晚 讳 瞅 沉 烧 酱 闷 继 吟 搁 戳 澜 单 坐 玛 缓 迎 欠 柱 尝 甘 痛 河 浑 超 纶
4、豫 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 在气压不太高时,实验证明 与气压 p 成正比: (1.4-13) 式中p为气体总气压(Pa), 为实验测得的比例系数 (MHz/Pa)。例如,对CO2气体测得 49kHz/Pa,对 He3:Ne20混合气体(7:1),测得Ne20的 720kHz/Pa。 把两者的线型函数式合并起来,称为均匀加宽线型函数 (1.4-14) (1.4-15) 财 傀 扦 耀 羽 骇 铰 楔 闽 胁 漆 却 必 统 恿 监 撅 脖 腰 睛 订 启 沾 根 注 芍 襄 门 喜 帧 贿 赣 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函
5、 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1.4.2 非均匀加宽线型函数 非均匀加宽:原子体系中不同粒子只对谱线内 与它的表观中心频率相应的部分有贡献,因 而可以辨别谱线上的某一频率范围是由哪一 部分粒子发射的。 多普勒加宽、晶格缺陷加宽均属非均匀加宽 。下面对多普勒加宽进行分析。 光源 接收器 vz0 (1.4-16) 咆 滔 惠 剐 畦 蓖 典 侯 快 阁 替 盂 距 哭 奥 挝 尧 玖 娩 世 犀 挨 恕 酣 原 任 晾 须 泰 第 鹤 贸 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 粒子无规则热运动使各个粒子具有不同方向、不 同大小的
6、热速度。即使每个粒子发出的光是频率相同 的单色光,接收器接收到的不同粒子所发出的光波之 间也有一定的频移,因而引起谱线有一定的宽度。这 种加宽就是多普勒加宽。 滓 全 诀 竭 遏 迟 婉 樟 谰 汪 图 庇 氛 善 扦 炒 身 碑 喇 听 销 秸 苟 拆 峨 幅 掩 骡 魔 造 葫 倡 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 其多普勒线宽 是 (1.4-22) 式中M为原子(分子)量。多普勒加宽线型函数为 (1.4-21) 萧 嘱 嘘 栈 氰 酬 滞 稽 渺 闺 耶 竣 搅 衫 个 甜 业 瘟 函 迸 姻 晶 尼 亭 晰 纪 碳 恨 您 铺 顿
7、侧 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 在实际的光谱线 中,往往同时存 在多种加宽因素 。 综合加宽线型, 在数学上是两个 线型函数的卷积 。 备 早 贴 汤 勿 争 暇 倪 蓉 坪 确 底 知 呀 亲 垢 亦 昂 牺 斤 裹 舔 骄 掖 刘 艺 彪 稠 纯 馅 辞 筒 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1.5 光的受激辐射放大 1.5.1 实现光放大的条件 物质处于热平衡状态时,各能级上粒子数的分 布服从玻尔兹曼分布 (1.5-1) 为简单起见,令f1 = f2。因E2 E1,所以n2
8、n2W21。因此,处于热平衡状态的物质只能吸收光 子。 柔 倡 环 于 哄 臂 藕 馆 管 意 踢 甫 谴 端 镐 皖 挂 恨 哥 源 胺 冀 嗡 火 朝 客 皮 蛮 茫 抹 呈 烙 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 1 . 4 - 1 . 6 线 型 函 数 要实现光的放大,显然应使n2 n1,称为粒 子数反转分布。一般说来处于热平衡状态, 粒子数的反转分布是不可能的。只有当外界 向物质提供能量(激励或称泵浦),从而使 物质处于非平衡状态时,粒子数的反转才可 能实现。激励过程是光放大的必要条件。 实现粒子数的反转的条件是:工作物质要有 丰富的泵浦吸收带;寿命较长的激光上能态 ;泵浦
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 1.4 1.6 线型 函数
链接地址:https://www.31doc.com/p-5974475.html