产生激光的三个必要条件是什么

Question

如题所述

Answer 1

实现粒子数反转是产生激光的第一个必要条件。在半导体中，这通常通过将价带内的电子抽运到导带来实现。为了实现这一点，可以使用重掺杂的P型和N型半导体材料构成PN结。在外加电压的作用下，结区附近会出现粒子数反转，即导带中积累电子，而价带中则形成空穴。
谐振腔的存在是实现激光输出的另一个必要条件。谐振腔由两个互相平行的反射镜组成，它们能够使受激辐射光在两者之间来回反射，从而放大光信号。为了产生稳定的激光，受激辐射的增益必须大于激光器内的所有损耗。这可以通过满足特定的阈值条件来判断，即反射镜的反射率乘积与激活介质的增益系数和损耗系数的比值大于等于1。
谐振腔的长度和激活介质的折射率决定了哪些频率的光能够在谐振腔内形成光振荡并输出稳定的激光。只有当光束在输出端之间的相位差满足特定条件时，才能产生稳定的干涉，从而输出激光。这个条件称为谐振条件，它表明谐振腔对输出的激光具有选频作用。