描述受激跃迁的几种方法

受激跃迁是激光技术中一个基本的物理概念。本文试用经典理论、半经典理论以及全量子理论这三种方法来描述受激跃迁的过程。文中给出了几种不同理论的物理模型及其数学表示,并简扼地推导了受激辐射跃迁几率的表示式。     

经典振子的受激辐射和它在高频电子学中的应用

& 1.从开始,在量子体系的基础上,受激辐射理论有了发展,尽管受激辐射过程(辐射和吸收)无论对量子无线电物理还是“经典”无线电物理的许多共同问题来说都有头等重要的意义,但为了解释辐射效应,经典模型更吸引人这些共同问题之一是电振荡的产生和放大;显然,在无初始     

超辐射与受激辐射

1.存在于激光振荡器或放大器中的受激辐射可以看作是合作辐射过程,虽然通常不这样认为。通常的受激辐射和超辐射表现十分不同,实际上二者是紧密联系着的,可用耦合的Maxwell-Schrodinger方程描述而实质上是两种不同的极限情况。超辐射是瞬态极限,其中极化包给和集居数反转密度     

线电流摇摆场自由电子激光

根据经典辐射理论计算出电子在线电流摇摆场中运动产生的自发辐射强度分布；利用单粒子理论推导了自发辐射与受激辐射的关系；利用这种关系求出了电子在线电流摇摆场中运动产生自由电子激光的小信号增益。     

从爱因斯坦的受激辐射理论看激光的特性

本文介绍了爱因斯坦的受激辐射理论，阐述了受激辐射的特性和激光辐射的特性。并指出激光的基本特点是高光子简并度。激光的特性是由受激辐射的本质决定的。     

受激Raman散射的物理描述

对受激Raman散射过程的描述,有经典(Plas-zek的极化率理论和耦合波振幅方程)、半经典和全量子等多种理论。其中广为应用并能简明地说明物理本质问题的是半经典理论。在这一理论中,将光频辐射场用经典的Maxwell方程组来描写,而原子、分子系统(散射介质)则服从量子力学的密度矩     

Smith—Purcell型自由电子激光的辐射

基于电子与光栅表面电势场相互作用的模型，用经典的单粒子理论研究了Ｓｍｉｔｈ－Ｐｕｒｃｅｌｌ效应的辐射过程，得到了自发辐射谱。讨论了自发辐射与受激辐射之关系，即Ｍａｄｅｙ定理在该类激光器中的对应形式。结果对于高能电子束同样适用。     

液态介质纵向振动对受激布里渊散射反射性能的影响

结合静态流体力学理论、弦振动理论及瞬态受激布里渊散射(SBS)理论,建立了描述介质纵向振动所产生的附加密度变化的受激布里渊散射耦合模型。以四氯化碳为介质,研究了不同强度的基频及倍频振动对受激布里渊散射反射率以及波形失真度的影响特征。结果表明,振动对于受激布里渊散射的影响具有一定的阈值性。在低于某一阈值情况下,受激布里渊散射稳定性不受其影响,且受激布里渊散射的振动稳定性在很大程度上受控于受激布里渊散射装置的结构参数。在介质振动强度恒定的情况下,选取短焦透镜及短池长的装置结构更有利于受激布里渊散射相位共轭镜稳定性的提高。     

半导体激光器端面抽运Nd:Ti:LiNbO3波导激光器理论与分析

用光束传播法（Ｂｅａｍ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）计算并分析了用半导体激光器端面抽运的１．０８４ μｍ ＮｄｖＴｉｖＬｉＮｂＯ３ 波导激光器输出功率的理论模型。用Ｎｄ３＋ 的原子复极化率来描述受激辐射光的增益与抽运光的吸收,且考虑到前进与后退光波的相互作用,给出激活媒质的粒子数空间反转分布,并修改了抽运吸收和受激辐射截面的取值,使之适用于半导体激光器从波导激光器端面抽运,计算值与实验值符合得很好。     

受激辐射与放大的自发辐射

本文对受激辐射量子机理的发展过程进行了回顾。着重介绍了狄拉克的电磁辐射全量子理论的建立过程、步骤及应用,并指出: 1,受激辐射和爱因斯坦A及B系数关系式是     

自由电子激光器的进展

一、进展概况高功率短波长和波长连续可调高功率激光器一直是激光研究的两个主要方向,自由电子受激辐射正是为实现这种目的的一种新途径.原理上,利用自由电子受激辐射可以实现从微波至X射线、γ射线宽波长连续可调的高功率、高效率微波与光激射器.因此,它已引起人们的普通重视.早在1933年,有人根据量子理论提出利用"摆动"或"波动"电子束与电磁波相互作用产生"受激散射"的概念.两个散射区域分别为:(1)康普顿散射:两波互作用(或单个电子互作用);(2)拉曼散射:三波互作用(或集团电子互作用).1951年莫茨(Motz)提出自由电子受激辐射理论.他认为,当电子行经电场或磁场时产生辐射,辐射的频率取决于电子的速率,电子能量从1兆电子伏到1千兆电子伏范围内可产生从微波至硬X射线频谱.他认为,将电子束聚焦,可以使一群电子相干地辐射,相干辐射功率比非相干辐射约高     

光子晶体中原子的受激辐射(英文)

受激辐射机制的研究是光子晶体激光器设计中的一个基本问题。采用全量子理论 分析光子晶体中单个二能级原子的受激辐射。讨论的原子能级间跃迁频率在光子带隙内且接 近带隙边缘。在光子晶体中初态光场影响着系统的行为,激发态粒子数布居出现了有趣的现 象：反束缚、周期振荡和准周期振荡。受激辐射的性质明显与初始态的光场和原子激发态能级 相对光子带隙的位置有关。     

在金属蒸气X_2—X或Y_2—Y系统中产生众多受激辐射的多种泵浦—发射机制

本报告归纳了作者及其合作者近几年来所实现的产生位于紫外到红外区受激辐射的多种泵浦—发射机制。这些机制为:等频泵浦分子—原子(X_2—X)系统产生红外受激辐射;不等频激发X_2—X系统产生红外受激辐射;等频和不等频泵浦Y_2—X系统产生红外受激辐射;由等频泵浦X_2—X系统产生     

PASER在混合气体激活介质中的理论计算(英文)

在受激辐射粒子加速(PASER)中,受激介质中处于激发态的电子跃迁到基态时辐射的光子能量直接以量子形式转移给从它旁边经过的电子、首先对单个电子柬团穿过受激介质时产生的电场进行了理论推导,并分别对受激的二氧化碳混合气体和受激氟化氩混合气体进行了计算、计算结果表明加速梯度可以达到1 GV/m,比现有的普通加速器(如盘和波导加速结构)加速梯度高两个数量级。此外,通过二维模型进一步分析了电子微柬团串穿过受激的混合气体介质获得的能量增益。结果表明电子束团串可显著吸收受激介质中的量子态能量,且吸收的能量与相互作用长度成正比、在相互作用长度等于0.5 m时对柬团参数和其它的量对能量交换的影响进行了分析、通过理论计算给出了电子获得最大能量增益时的优化参数、     

光子晶体中原子的受激辐射(英文)

受激辐射机制的研究是光子晶体激光器设计中的一个基本问题.采用全量子理论分析光子晶体中单个二能级原子的受激辐射.讨论的原子能级间跃迁频率在光子带隙内且接近带隙边缘.在光子晶体中初态光场影响着系统的行为,激发态粒子数布居出现了有趣的现象:反束缚、周期振荡和准周期振荡.受激辐射的性质明显与初始态的光场和原子激发态能级相对光子带隙的位置有关.     

钠蒸气中基于Na-Na碰撞能量转移的光泵级联辐射

本文报道了钠蒸气中基于Na-Na近共振碰撞能量转移而产生的光泵受激辐射。当双光子共振激发4d能级时,可探测到起始于4f能级的受激辐射;而当进行4f能级的偶极禁戒双光子共振激发时,则可产生起始于4f能级的受激辐射及其跟随的级联受激辐射。文中对有关过程进行了讨论。     

不等频两步共振激发Li原子产生红外受激辐射

文中报导了利用两步不等频共振泵浦Li蒸气,获得了一系列红外受激辐射和串级辐射。文中对受激辐射特性进行了研究。     

由Na_2-Na双光子混合共振和四波混频产生的可调谐紫外相干辐射

由与Na_2-Na双光子混合共振相关联的四波混频过程产生可调谐紫外相干辐射。当以614.5～617.4nm的染料激光泵浦钠蒸气时,第一个光子将钠分子从基态X_1∑_g~+激发到A~1∑_u~+态;通过Na_2~*-Na近共振碰撞能量转移过程,将处于基态3S的钾原子激发到3P(3/2),(3/2)态;第二个光子将钠原子共振激发到5S态,从而产生5S→4P的受激辐射和4P→4S的串级受激辐射。而在离共振激发时,除上述受激辐射(或串级受激辐射)外,还存在分别起始于3P_(1/2)和3P(3/2)态的受激喇曼散射。上述受激辐射(或串级受激辐射)和受激喇曼散射分别与泵浦光的     

PASER 在混合气体激活介质中的理论计算

在受激辐射粒子加速中（PASER）, 受激介质中处于激发态的电子跃迁到基态时辐射的光子能量直接以量子形式转移给从它旁边经过的电子。本文首先对单个电子束团穿过受激介质时产生的电场进行了理论推导，并分别对受激的二氧化碳混合气体和受激氟化氩混合气体进行了计算。计算结果表明加速梯度可以达到1GV/m，比现有的普通的加速器加速梯度20~30MV/m高两个数量级。此外，通过二维模型进一步分析了电子微束团串穿过受激的混合气体介质获得的能量增益。结果表明电子束团串可以显著地吸收受激介质中的量子态能量，且吸收的能量与相互作用长度成正比。在相互作用长度等于0.5m时对束团参数和其它的量对能量交换的影响进行了分析。通过理论计算给出了电子获得最大能量增益时的优化参数。     

关于生物系统超微弱发光的实验研究

生物系统存在超微弱光子辐射现象。通过一系列实验研究,我们认为,这种光子辐射既有低水平化学发光的性质,又有受激辐射的性质,是受激的低水平化学发光。