激光产生的基本原理

2022-02-22 阅读量

激光产生的基本原理，从原子结构出发 -> 能级 -> 发光机理

1、原子发光的机理

1.1、原子的结构

首先，基于玻尔理论，原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成的；原子序号为Z的原子中，可以得到如下的推导：
由库伦力可知:

f=\frac{q_1q_2}{4\pi \epsilon_0r^2};

所以，对于 $z$ 号元素而言,所受到的库伦力为:

f = Z\frac{e^2}{4\pi \epsilon_0 r^2}

由于电子的绕核运动可知，库伦力提供向心力；
所以：

f= Z\frac{e^2}{4\pi \epsilon_0 r^2} = \frac{mv^2}{r}

于是，我们不难发现：

r = \frac{Ze^2}{4\pi \epsilon_0 mv^2} \tag{1}

玻尔引用量子理论，假设角动量是量子化的，也就是说 $mvr = n\frac{h}{2\pi};$ 则 $v=\frac{nh}{2\pi rm};$ 将所有的式子带入(1)中可得，

r = \frac{Ze^2}{\epsilon_04\pi m\frac{n^2 h^2}{4\pi ^2 r^2 m^2}}=\frac{\pi mZe^2 r^2}{\epsilon_0n^2 h^2}\\ r=\frac{\epsilon_0 n^2 h^2}{\pi m Z e^2}

所以，对应 $n级轨道的轨道半径为r_n = \frac{\epsilon_0n^2 h^2}{\pi mZe^2}$

1.2、原子的能级

玻尔的假设可以所计算出每一个能级上的电子的总能量，这个总能量就是电子的动能和原子核的静电势能之和：
静电势能：

E_p = -\frac{Ze^2}{4\pi \epsilon_0 r}

电子动能:

E_k= \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}\frac{Ze^2}{4\pi \epsilon_0r}=\frac{Ze^2}{8\pi \epsilon_0r}

所以，整个原子的总能量为：

原子的总能量 = 静电势能+电子动能

所以，

E_n=E_k+E_p=-\frac{Ze^2}{8\pi \epsilon_0 r_n}

且， $r_n$ 的计算公式上面已经给出，所以，

E_n= -\frac{mZ^2 e^4}{n^2 8 \epsilon^2_0 h^2}

1.3、原子发光的机理

越迁：
- 辐射越迁
- 非辐射跃迁

当电子在某一个固定的允许轨道上运动时，并不发射光子。

通常情况下，原子处于能量最低的基态。当外界向原子提供能量时，原子由于吸收了外界能量，原子内部的电子可以从低轨道跃迁到某一高轨道，即原子跃迁到某一激发态;

常见的激发方式之一是原子吸收一个光子而得到能量hν。处于激发态的原子是不稳定的，经过或长或短的时间（典型的为10-8s），它会跃迁到能量较低的状态，而以光子或其他方式放出能量。

不论向上或向下跃迁，原子所吸收或放出的能量都必须等于相应的能级差。若吸收或放出光子，必须有 $hν=E_n-E_1$ ，其中 $E_n$ 表示原子的高能级，E1表示基态；所以，根据上面的公式；不同的原子，电子越迁所产生的能量的变化时可以计算出来的；

例如：
当电子从 $E_1$ 跃迁到 $E_2$ 时，它的能量增加了 $E_2-E_1$ ，因此它必须吸收能量，若该能量是光子提供的，则相应的光子能量为 $hν_{21}=E_2-E_1$ ；如果电子从 $E_3$ 跳回到 $E_1$ ，它的能量减少了 $E_3-E_1$ ，因此它辐射出的能量 $hν_{31}=E_3-E_1$ ，即辐射出能量为 $hν_{31}$ 的光子;
这种因发射或吸收光子而使原子造成能级间跃迁的现象称为辐射跃迁;

非辐射越迁：
非辐射跃迁表示原子在不同能级间跃迁时并不伴随光子的发射或吸收，而是把多余的能量传给了别的原子或吸收别的原子传给它的能量；

2、自发辐射、受激辐射和受激吸收

2.1、自发辐射

从经典力学的观点来讲，一个物体如果势能很高，它将是不稳定的；与此类似，当原子被激发到高能级 $E_2$ 时，它在高能级上是不稳定的，总是力图使自己处于低的能量状态 $E_1$ 。
处于高能级 $E_2$ 的原子自发地向低能级跃迁，并发射出一个能量为 $hν=E_2-E_1$ 的光子，这个过程称为自发辐射跃迁;
如下图，所示：

自发辐射跃迁过程用自发辐射跃迁概率 $A_{21}$ 描述。 $A_{21}$ 定义为单位时间内发生自发辐射跃迁的粒子数密度占处于 $E_2$ 能级总粒子数密度的百分比:

A_{21} = (\frac{dn_{21}}{dt})_{sp}\frac{1}{n_2}=-\frac{1}{n_2}\frac{dn_2}{dt} \tag{2}

$dn_{21}$ 是在时间 $dt$ 内的自发辐射粒子数密度； $n_2$ 为 $E_2$ 能级总粒子数密度;

下标sp表示自发辐射跃迁。也可以说， $A_{21}$ 是每一个处于 $E_2$ 能级的粒子在单位时间内发生自发辐射跃迁的概率。 $A_{21}$ 又称为自发辐射跃迁爱因斯坦系数。
在这里，公式(2)可以解出 $n_2(t)$ 的表达式，解法如下：

A_{21}=-\frac{1}{n_2(t)}\frac{dn_2(t)}{dt}\\ -A_{21}=\frac{1}{n_2(t)}\frac{dn_2(t)}{dt}\\ -A_{21}=d(\ln n_2(t))\\ \ln n_2(t) = -A_{21}t + c\\ n_2(t)=e^{-A_{21}t+c}\\

当 $t=0$ 时， $n_2(0)=e^c=n_{20}$ ,所以， $n_2(t)=n_{20}e^{-A_{21}t}$
所以，当粒子数密度变为原来的 $\frac{1}{e}$ 时， $t=\frac{1}{A_{21}}$ ;我们把这个时间称为粒子的平均寿命 $\tau_s=t=\frac{1}{A_{21}}$

自发辐射过程只与原子本身性质有关，而与外界辐射的作用无关。各个原子的辐射都是自发地、独立地进行的，因而各光子的初始相位、光子的传播方向和光子的振动方向等都是随机的，因而是非相干的。除激光器以外，普通光源的发光都属于自发辐射，因为自发辐射光是由这样许许多多杂乱无章的光子组成，所以普通光源发出的光，包含许多种波长成分，向四面八方传播，如阳光、灯光、火光等。

阅读内容:
原子处在高能级的时间是非常短的，一般为10-8秒左右。由于原子以及离子、分子等内部结构的特殊性，各个能级的平均寿命是不一样的。例如，红宝石中铬离子的能级E3的寿命很短，只有10-9秒，而能级E2的寿命却很长，为几个毫秒，这些寿命较长的能级称为亚稳态。在氦原子、氖原子、氪原子、氩离子、铬离子、钕离子、二氧化碳分子，等等粒子中都有这种亚稳态能级，这些亚稳态能级的存在，提供了形成激光的重要条件。

2.2、受激辐射

在频率为 $ν=\frac{(E_2-E_1)}{h}$ 的光照射（激励）下，或在能量为 $hν=E_2-E_1$ 的光子诱发下，处于高能级 $E_2$ 上的原子有可能跃迁到低能级 $E_1$ ，同时辐射出一个与或诱发光子的状态完全相同的光子，这个过程称为受激辐射跃迁;
如下面的示意图所示：

受激辐射的特点是：
1. 只有外来光子能量hν=E2-E1时，才能引起受激辐射；
2. 受激辐射所发出的光子与外来光子的频率、传播方向、偏振方向、相位等性质完全相同;

受激辐射跃迁用受激辐射跃迁概率 $W_{21}$ 来描述:

W_{21}=(\frac{dn_{21}}{dt})_{st}\frac{1}{n_{21}}=-\frac{1}{n_2}\frac{dn_2}{dt}

式中， $dn_{21}$ 是dt时间内受激辐射粒子数密度；下标st为表示受激辐射跃迁。受激辐射跃迁与自发辐射跃迁的区别在于，它是在辐射场（光场）的激励下产生的，因此，其跃迁概率不仅与原子本身的性质有关，还与外来光场的单色能量密度ρν成正比:

W_{21} = \rho_v B_{21}

式中 $B_{21}$ 为受激辐射跃迁爱因斯坦系数，它只与原子本身的性质有关，表征原子在外来光辐射作用下产生 $E_2$ 到 $E_1$ 受激辐射跃迁的本领。当 $B_{21}$ 一定时，外来光场的单色能量密度愈大，受激辐射跃迁概率就愈大。
还可以写出上面刚才的等式:

n_2(t)=n_{20}e^{-W_{21}t}

2.3、受激吸收

处于低能级E1的原子，在频率为ν的光场作用（照射）下，吸收一个能量为hν21的光子后跃迁到高能级E2的过程称为受激吸收跃迁;
实例过程如下:

受激吸收恰好是受激辐射的反过程。受激吸收跃迁用受激吸收跃迁速率W12来描述:

W_{12} = (\frac{dn_{12}}{dt})\frac{1}{n_1}=\frac{1}{n_1}\frac{dn_2}{dt}

$dn_{12}$ 是 $d_t$ 时间内受激吸收粒子数密度； $n_1$ 是 $E_1$ 能级粒子数密度。
受激吸收跃迁过程也是在辐射场作用下产生的，故其跃迁速率 $W_{12}$ 也与辐射场单色能量密度 $ρν$ 成正比

W_{12}=\rho_v B_{12}

最后的等式就是：

n_2(t)=n_{20}e^{W_{12}t}

三个爱因斯坦系数之间的关系

前面讨论了自发辐射、受激辐射和受激吸收三个过程，并分别介绍了表征这三个过程中跃迁本领强弱的三个爱因斯坦系数 $A_{21}、B_{21}、B_{12}$ 。尽管这三个系数含义不同，但它们都是表征原子本身的特性，而且在光场和大量原子系统的相互作用下，自发辐射、受激辐射和受激吸收三个过程是同时发生的。因此，这三个系数之间必然存在着内在联系

那么，我们如何寻找这个内在的联系呢？没错，就是通过热平衡状态下，物质中粒子数在各能级的分布规律和质量守恒定律；

当物体处于热平衡状态时，每个能级上都具有确定的粒子数，能级Ei上所具有的粒子数ni也被称为集居数，其分布规律服从玻耳兹曼（Ludwig Boltzman）定律：

n_i \propto f_ie^{-\frac{E_i}{k_bT}}

$n_i$ 为集居数（ $E_i$ 能级上的粒子数）； $f_i$ 为 $E_i$ 能级的统计权重（为常数）； $k_b$ 为玻耳兹曼常数， $k_b$ =1.38×10-23J/K
从公式上可以看出，温度越高，粒子数也越多；能级越高，粒子数越少

\frac{n_2}{n_1}=\frac{f_2e^{-\frac{E_2}{k_bT}}}{f_1e^{-\frac{E_1}{k_bT}}}

光场与物质相互作用的结果应该使物质处于温度为T的热平衡状态。达到平衡时，单位体积单位时间内通过吸收过程从基态跃迁到激发态的原子数，等于从激发态通过自发辐射和受激辐射跃迁回基态的原子数，即：

(\frac{dn_{21}}{dt})_{sp} + (\frac{dn_{21}}{dt})_{st} = (\frac{dn_{12}}{dt})_{st}

或者

A_{21}n_2+W_{21}n_2=W_{12}n_1 \tag{3}

把公式(3)进行变换，可以得到:

A_{21}n_2 + \rho_vB_{21}n_2=\rho_vB_{12}n_1\\ \rho_v(B_{21}n_2-B_{12}n_1)=-A_{21}n_2\\ \rho_v = \frac{A_{21}n_2}{B_{12}n_1-B_{21}n_2}\\ \rho_v=\frac{A_{21}}{B_{12}\frac{n_1}{n_2}-B_{21}}\\ \rho_v=\frac{f_2A_{21}}{f_1B_{12}e^{\frac{hv}{k_bT}}-f_2B_{21}}\\

黑体辐射的普朗克公式
根据黑体辐射的普朗克公式，热平衡状态下黑体单色辐射能量密度：(根据统计权重值，来进行计算；)

\rho_v = \frac{8\pi hv^3}{c^3}\frac{1}{e^{\frac{hv}{k_bT}}-1}

从普朗克公式和上面最后推出的公式可以看出：

\begin{cases} f_1B_{12}=f_2B_{21}\\ \frac{A_{21}}{B_{21}}=\frac{8\pi hv^3}{c^3}\\ \end{cases}

如果，此时 $f_1 = f_2$ ,那么 $B_{12} = B_{21}$

3、激光产生的条件

3.1、受激辐射光放大

一个光子激发一个粒子产生受激辐射，可以使粒子产生一个与该光子状态完全相同的光子，这两个光子再去激发另外两个粒子产生受激辐射，就可以得到完全相同的4个光子，如此下去……这样，在一个入射光子的作用下，可引起大量发光粒子产生受激辐射，并产生大量运动状态完全相同的光子，这种现象称为受激辐射光放大；

由于受激辐射产生的光子都属于同一光子态，因此它们是相干的。在受激辐射过程中产生并被放大了的光，便是激光。

但是，光与原子体系相互作用时，总是同时存在自发辐射、受激辐射和受激吸收三种过程。一束光通过发光物质后，光强增大还是减弱，要看哪种跃迁过程占优势。

通常情况下，原子体系总是处于热平衡状态，各能级粒子数服从玻耳曼兹统计分布；

\frac{n_2}{n_1}=\frac{f_2e^{-\frac{E_2}{k_bT}}}{f_1e^{-\frac{E_1}{k_bT}}}

若此时的 $f_2 = f_1$ ,则上面的公式变换形式为:

\frac{n_2}{n_1}=\frac{e^{-\frac{E_2}{k_bT}}}{e^{-\frac{E_1}{k_bT}}}=e^{\frac{E_1-E_2}{k_bT}}=e^{-\frac{E_2-E_1}{k_bT}}

由于 $E_2 > E_1$ ，此时的 $\frac{n_2}{n_1}< 1$ , 即高能级集居数恒小于低能级集居数。而爱因斯坦理论指出原子受激辐射的概率和受激吸收的概率是相同的，即B21=B12。因此，当频率ν=（E2-E1）/h的光通过物质时，受激吸收光子数n1W12恒大于受激辐射光子数n2W21。因此，处于热平衡状态下的物质只能吸收光子，故光强减弱
在对比，受激辐射和自发辐射的粒子转换速率的比值可得：

R = \frac{W_{21}}{A_{21}}=\frac{\rho_vB_{21}}{A_{21}}=\frac{c^3}{8\pi hv^3}\rho_v=\frac{1}{e^{\frac{hv}{k_bT}}-1}

当T=300K时，R≈10-35。由此可见，通常情况下受激辐射的概率是微乎其微的，占主导优势的是自发辐射。普通光源的相干性差正是由于绝大部分原子做自发辐射造成的。

可见，在光与原子相互作用的三种基本过程中，存在着两种基本矛盾：受激辐射和受激吸收的矛盾，受激辐射和自发辐射的矛盾。而在正常情况下，受激辐射并不占优势。要想通过受激辐射光放大过程产生激光，就必须具备克服这两个矛盾的条件，从而确保受激辐射在三个过程中占主导地位。

3.2、集居数反转(第一个矛盾)

形成集居数反转分布是克服受激辐射和受激吸收的矛盾的必要条件。
为了产生受激辐射，就必须改变粒子的常规分布状态。如果采取诸如用光照、放电等方法从外界不断地向发光物质输入能量，把处在低能级的发光粒子激发到高能级上去，便可使高能级E2的粒子数密度超过低能级的粒子数密度，这种状态称为粒子数反转或集居数反转,这样一来，就可以使得 $n_2>n_1$ ,且 $B_{12}=B_{21}$ ,所以 $W_{12}=W_{21}$ ,又因为 $n_2>n_1$ ；所以， $n_2W_{21}>n_1W_{12}$ ,从而自激辐射就大于自激吸收；
激光器是远离热平衡状态的系统。只要使发光物质处于粒子数反转的状态，受激辐射就会大于受激吸收；

当频率为ν的光束通过发光物质，光强就会得到放大，这便是激光放大器的基本原理。即便没有入射光，只要发光物质中有一个频率合适的光子存在，便可像连锁反应一样，迅速产生大量相同光子态的光子，形成激光，这就是激光器的基本原理。由此可见，形成粒子数反转是产生激光或激光放大的必要条件。

实现集居数反转的方法：
要想使处于正常状态的物质转化成反转分布状态，必须激发低能级的原子使之跃迁到高能级，且在高能级有较长的寿命，因而必须由外界向物质供给能量，从而使物质处于非热平衡状态时，集居数反转才可能实现。外界向物质供给能量，把原子从低能级激励到高能级，从而在两个能级之间实现集居数反转的过程称为泵浦（或激励、抽运）

3.3、激活粒子的能级系统

为了形成稳定的激光，首先必须有能够形成粒子数反转的发光粒子，称之为激活粒子
要实现粒子数反转必须有合适的能级系统。首先必须要有激光上能级和激光下能级；除此之外，往往还需要有一些与产生激光有关的其他能级。通常的激光工作物质都是由包含有亚稳态的三能级结构或四能级结构的原子体系组成。

1）二能级系统：

首先，我们来看一下二能级系统的示例图:

若原子体系受到强光的照射，处于低能级E1上的原子会被激发到高能级E2上。但是由于B12=B21，所以，原子受激吸收速率W12和受激辐射速率W21也应相等，即W12=W21=W;
若E1和E2能级上粒子数密度分别为n1和n2，则n2的变化率为:

\frac{dn_2}{dt}=W(n_1-n_2)-A_{21}n_2

当达到平衡时， $\frac{dn_2}{dt}=0$ ;此时，

\frac{n_2}{n_1}= \frac{W}{W+A_{21}} < 1

所以，不管多大的光强最终 $n_2 < n_1$ ; 所以，由两个能级构成的体系中，即使有很强的入射光也不能实现粒子数的反转分布。

2) 三能级系统:

看如下的三能级系统的示意图：

(理论分析和实验结果都表明，三能级系统有可能实现粒子数反转。红宝石激光器就属于三能级系统)
受激辐射在E1和E2两个能级之间产生。其中E1为基态，作为激光下能级，泵浦源将激活粒子从E1能级抽运到E3能级，E3能级的寿命很短（通常约为10-8s），激活粒子很快地经非辐射跃迁方式到达E2能级。E2能级的寿命（几毫秒）比E3长得多，为亚稳态，作为激光上能级。只要抽运速率达到一定程度，就可以实现E2与E1两能级之间的粒子数反转，为受激辐射创造了条件;简单的说，就是在 $E_2$ 之上提供了一个粒子生存寿命极短的 $E_3$ ,并且让 $E_3到E_2$ 的过程属于自发辐射的过程，从而保证了 $n_2 > n_1$ ,使得能够产生粒子数反转；

从上面分析可以看出，三能级系统中实现粒子数反转的上能级是E2能级，下能级是基态E1能级，由于基态能级上总是聚集着大量粒子，因此，要实现n2＞n1，外界泵浦作用需要相当强，这是三能级系统的一个显著缺点。

3) 四能级系统:

与三能级系统相比，此四能级系统是在基态能级之上多了一个能级。该能级的平均寿命非常短。
四能级系统的示意图如下：

其中E3为激光上能级，E2为激光下能级;泵浦源将激活粒子从基态E1抽运到E4能级，E4能级的寿命很短，立即通过非辐射跃迁方式到达E3能级。E3能级寿命较长，是亚稳态。而E2能级寿命很短，热平衡时基本是空的，因此易于实现E3与E2两能级之间的粒子数反转;

由于四能级系统中激光下能级是E2而不是基态，在室温下，E2能级上粒子会很快以非辐射跃迁方式回到基态E1，因此E2能级粒子数非常少，甚至是空的，因而四能级系统比三能级系统更容易实现粒子数反转。

【注意】: 以上讨论的三能级系统和四能级系统都是指与激光的产生过程直接有关的能级，不是说该物质只具有三个能级或四个能级。

3.4、光的自激振荡(第二个矛盾)

受激辐射除了与受激吸收过程相矛盾外，还与自发辐射过程相矛盾。处于激发态能级的原子，可以通过自发辐射或受激辐射回到基态，在这两种过程中，自发辐射是主要的。可见，即使介质已实现粒子数反转，也未必就能实现以受激辐射为主的辐射；

要解决受激辐射与自发辐射的矛盾，使受激辐射占绝对优势，还需要利用光学谐振腔来实现光的自激振荡，即激光振荡。

1）光学谐振腔

要使n2个激发态的原子以受激辐射为主产生跃迁，则要B21ρν＞A21。在一台激光器中，我们希望加上泵浦源之后就能输出激光，在产生激光的初始时刻，并不另外输入激励光子，引起受激辐射最初的激励光子应来自自发辐射。

那么，方向性和单色性都很好的激光是如何产生的呢？设想有一粒子数反转的介质，其长度远远大于横向尺寸。起始时介质以自发辐射为主，而且凡是偏离轴向l的自发辐射光子很快地逸出介质。而沿着轴向传播的自发辐射光子会不断地引起受激辐射而得到加强，使相应的光场单色能量密度ρν不断增大。 如果增益介质足够长，就有可能使ρν满足B21ρν＞A21，从而获得以受激辐射为主的输出。

通常激光器并不需要采用一个很长的工作物质，而是利用光学谐振腔来解决这个问题。在工作介质的两头放置两块相互平行并与工作物质的轴线垂直的反射镜，这两块反射镜与工作介质一起，就构成一个光学谐振腔。
沿轴向传播的光束可以在两个反射镜之间来回反射，被连锁式地放大，最后形成稳定的激光束，这一过程就是光的自激振荡

2）振荡条件

有了能实现粒子数反转的工作物质和光学谐振腔，还不一定能引起自激振荡而产生激光。因为工作物质在光学谐振腔内虽然能够引起光放大，但谐振腔内还存在着使光子减少的相反过程，称为损耗谐振腔内不仅可以引起光放大，还存在使光子减少的相反过程。这个过程，我们称为损耗；

显然，只有当光在谐振腔内来回一次所得到的增益大于同一过程中的损耗时，才能维持光振荡。也就是说，要产生激光振荡，必须满足一定的条件，这个条件是激光器实现自激振荡所需要的最低条件，又称阈值条件。
下面推导这个条件:
嘿嘿，首先，我们来推导 $G(z)$ 增益的公式，既然是，增益，那么，最好的推理的方式就是用导数的形式来进行推理,以如下的形式可以通过G(z)的大小来控制是上升还是下降，且这里这样数学建模的原因是应为， $G(z)$ 的增益是和 $I(z)$ 的上一秒的状态有关的；所以，从这个纬度上来讲，也应该这样建模

\frac{dI(z)}{dz} = G(z)I(z)

同理，光损耗系数 $\alpha$ 的建模如下:

-\alpha(z)I(z)=\frac{dI(z)}{dz}

所以，根据上面的两种形式，我们不难得出:

\frac{dI(z)}{dz}= (G(z)-\alpha(z))I(z)

根据之前对这种类似公式的推导,我们不难得出:

I(z)=I_0e^{(G(z)-\alpha(z))z}

要形成光放大，那么 $I > I_0$ ,可以的出 $G(z)>\alpha(z)$

综上所述，激光的产生需要满足的三个条件
- 有提供放大作用的增益介质作为激光工作物质，其激活粒子（原子、分子或离子）有适合于产生受激辐射的能级结构
- 有外界激励源，使激光上、下能级之间产生集居数反转
- 有激光谐振腔，并且使受激辐射的光能够在谐振腔内维持振荡

概括地说，集居数反转和光学谐振腔是形成激光的两个基本条件。由激励源的激发在工作物质能级间实现集居数反转是形成激光的内在依据；光学谐振腔则是形成激光的外部条件。前者是起决定性作用的，但在一定条件下，后者对激光的形成和激光束的特性也有着强烈的影响

4、激光器的组成与分类

4.1、激光器的基本组成

通常激光器都是由三部分组成：激光工作物质、泵浦源和光学谐振腔；
参考下图：

在激光器中，可以实现粒子数反转的工作物质就是放大元件，而光学谐振腔就起着正反馈、谐振和输出的作用。

4.2、激光工作物质

激光工作物质是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益介质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去，为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。亚稳态能级的存在，对实现粒子数反转是非常有利的。

4.3、泵浦源

泵浦源的作用是对激光工作物质进行激励，将激活粒子从基态抽运到高能级，以实现粒子数反转。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置

常见的有以下4种：
- 光学激励（光泵浦）
- 气体放电激励
- 化学激励
- 核能激励

4.4、光学谐振腔

光学谐振腔主要有以下两个方面的作用：
- 产生与维持激光振荡
- 控制输出激光束的质量

4.5、激光器的分类

此部分内容省略；

本文作者： zhongyupei
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