在講激光產(chǎn)生機(jī)理之前,，先講一下受激輻射。在光輻射中存在三種輻射過程,，
一是處于高能態(tài)的粒子自發(fā)向低能態(tài)躍遷,，稱之為自發(fā)輻射;
二是處于高能態(tài)的粒子在外來光的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷，稱之為受激輻射;
三是處于低能態(tài)的粒子吸收外來光的能量向高能態(tài)躍遷稱之為受激吸收,。
自發(fā)輻射,，即使是兩個(gè)同時(shí)從某一高能態(tài)向低能態(tài)躍遷的粒子,，它們發(fā)出光的相位、偏振狀態(tài),、發(fā)射方向也可能不同,，但受激輻射就不同，當(dāng)位于高能態(tài)的粒子在外來光子的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷,，發(fā)出在頻率,、相位、偏振狀態(tài)等方面與外來光子*相同的光,。在激光器中,，發(fā)生的輻射就是受激輻射，它發(fā)出的激光在頻率,、相位,、偏振狀態(tài)等方面*一樣。任何的受激發(fā)光系統(tǒng),，
激光二極管示意圖即有受激輻射,，也有受激吸收，只有受激輻射占優(yōu)勢(shì),，才能把外來光放大而發(fā)出激光,。而一般光源中都是受激吸收占優(yōu)勢(shì)，只有粒子的平衡態(tài)被打破,，使高能態(tài)的粒子數(shù)大于低能態(tài)的粒子數(shù)(這樣情況稱為離子數(shù)反轉(zhuǎn)),，才能發(fā)出激光。
產(chǎn)生激光的三個(gè)條件是:實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),、滿足閾值條件和諧振條件,。產(chǎn)生光的受激發(fā)射的首要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在半導(dǎo)體中就是要把價(jià)帶內(nèi)的電子抽運(yùn)到導(dǎo)帶,。為了獲得離子數(shù)反轉(zhuǎn),，通常采用重?fù)诫s的P型和N型材料構(gòu)成PN結(jié)，這樣,，在外加電壓作用下,，在結(jié)區(qū)附近就出現(xiàn)了離子數(shù)反轉(zhuǎn)-在高費(fèi)米能級(jí)EFC以下導(dǎo)帶中貯存著電子，而在低費(fèi)米能級(jí)EFV以上的價(jià)帶中貯存著空穴,。實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件,，但不是充分條件。要產(chǎn)生激光,，還要有損耗極小的諧振腔,，諧振腔的主要部分是兩個(gè)互相平行的反射鏡，激活物質(zhì)所發(fā)出的受激輻射光在兩個(gè)反射鏡之間來回反射，不斷引起新的受激輻射,，使其不斷被放大,。只有受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的各種損耗，即滿足一定的閾值條件:
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