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辐射场与物质的作用
辐射场与物质的作用
1、概念
2、分类：
实际上由于各种因素的影响，受激辐射并不是单色的，而是分布在中心频率 附近一个很小的范围内。这就叫谱线加宽。
谱线宽度 – 半高全宽 D
两种加宽机制：均匀加宽、非均匀加宽
（1）均匀加宽：
每一个发光粒子（原子、离子、分子）发的光对谱线内的任一频率都有贡献。
（2）非均匀加宽：
每一个发光粒子所发的光只对谱线内的某些确定的频率才有贡献。在非均匀加宽中，各种不同的粒子对不同频率有贡献。
自然加宽、碰撞加宽、晶格振动加宽
多普勒加宽 (Doppler Broadening)
二、线型函数
1、定义：
单位： s
2、性质：
3、本质：
反映发光粒子或光源光谱线形状。
自然加宽: 发光粒子在自发辐射过程中由于辐射电磁波不断衰减而导致的谱线加宽。
由原子在激发态的有限寿命引起。
三、自然加宽线型函数——洛仑兹型
N:自然线宽
2:激光上能级寿命
线型函数:
复习原子发射电磁波的过程：
研究原子发射电磁波时，通常用谐振子持续振动辐射电磁波这样的理论模型。
证明：(1)自发辐射光场模型
－
＋
x
由阻尼振荡：
（场时函数）
阻尼系数：
由自发辐射几率：
(2)光谱函数(场频函数)
对E(t) 傅立叶变换得到：
(3)光谱函数的积分
(4)线型函数
例1：He-Ne激光器和CO2激光器上能级寿命分别为10-8s和10-4s，求(1)两激光器发光粒子所发光的自然线宽。(2)两激光器在中心频率处的线型函数值。
解：He-Ne激光器：
CO2激光器：
例2：分别求频率为　　　　 和　　　　　
处的自然加宽线型函数值(用峰值gm表示)。

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