啁啾脉冲放大
啁啾脉冲放大（, 缩写: CPA）是一种用于放大激光直到达到拍瓦（petawatt）水平的技术，其中激光脉冲在放大之前在时间上和光谱上被拉伸。 啁啾脉冲放大技术是目前世界上除了功率约为500 TW的国家点火装置之外的所有最高功率激光器（大于约100 TW）使用的最先进技术。 这些激光器的一些例子是拉塞福－阿普顿实验室的的Vulcan拍瓦升级，内布拉斯加大学林肯分校的Diocles激光器，大阪大学激光工程研究所GEKKO XII设施的Ge…
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锁模技术
锁模（mode locking）是光学里一种用于产生极短时间激光脉冲的技术，脉冲的长度通常在皮秒（10-12秒）甚至飞秒（10-15秒）。 该技术的理论基础是在激光共振腔中的不同模式间引入固定的相位关系，这样产生的激光被称为锁相激光或锁模激光。这些模式之间的干涉会使激光产生一系列的脉冲。根据激光的性质，这些脉冲可能会有极短的持续时间，甚至可以达到飞秒的量级。 激光腔模式 尽管激光被称为最纯色的光，它仍然不是一种具有单一频率或波长的光。所…
雷射泵浦
雷射泵浦是能量從外部來源移轉到激光器的增益介質，能量被介質吸收，使其原子進入激发态。在一段時間後激發態的原子數量超過了基态的原子。因此產生居量反轉。此條件下，會出現受激发射，因此此介質可以當激光器或是光放大器。泵浦能量必需高於。 提供的能量多半是以光或是电流的型式提供，不過也有用過其他的能量源，例如化学反应或核反应。 光泵浦 光泵（Optical pumping），亦称光抽运、光激升，是指利用光将原子或分子中的电子从较低能级激发至（“抽…
光學災變損傷
光學災變損傷（ catastrophic optical damage，COD ）或災變性光學鏡面損傷（ catastrophic optical mirror damage，COMD ）是高功率半导体激光器的一种失效模式。当半导体PN结因超过其功率密度而過載，並吸收過多產生的光能時，就會導致雷射端面的半导体熔化和重结晶，通常俗称为“二极管烧断”。受影响的区域包含大量晶格缺陷，对其性能产生负面影响。如果受影响的区域足够大，则可以在光学显…
拉曼雷射
拉曼雷射（），雷射的一種，經由拉曼效应產生。拉曼雷射跟一般雷射最大的不同，是拉曼雷射沒有居量反轉現象。結合拉曼光譜學，它可以顯示出它所照射區域的分子性質，被認為有可能取代傳統的X光檢查。 原理 當光線照射一個物體時，它會造成在此物體內部的原子同步震動。碰撞到這個物體的光子中，有部份光子會取得或是喪失能量，造成不同波長的光出現。將這個不同波長的光，導入一個特定裝置，經過反射及碰撞，增強它的能量，就可以產生出一個同步的雷射光束，這就是拉曼雷…
高斯光束
在光学中，高斯光束（）是横向电场以及辐照度分布近似满足高斯函数的电磁波光束。许多激光都近似满足高斯光束的条件，在这种情况中，激光在光谐振腔中以TEM00波模（横向基模）传播。当它在满足近衍射极限的镜片中发生折射时，高斯光束会变换成另一种不同参数的高斯光束，因此，高斯光束是激光光学中一种方便、广泛应用的模型。 描述高斯光束的数学函数是亥姆霍兹方程的一个近轴近似解（属于小角近似的一种）。这个解具有高斯函数的形式，代表了光束中电场分量的复振幅…
雷射科學
進行的雷射實驗]] -{雷射}-科學（），一譯-{激光}-科學，又稱雷射物理學（laser physics），是光學的分支，以研究雷射的理論與實作方式為主。 雷射科學包括量子電子學、、光谐振腔設計、主動激光介質中產生居量反轉的方式、以及在雷射中光場的時空演化等。雷射科學也和雷射光束传播的物理學有關，特別是高斯光束的物理學、雷射應用等，有時也會用到非线性光学及量子光学中的概念。 歷史 雷射科學開始的時間要早於雷射的發明。著名物理學家愛因斯…
光學微腔
光学微腔（）或微谐振器（）是由两端為反射面而其中為间隔层或光学介质形成的结构，或者通过以圆形方式包裹波导以形成环而形成的结构。前者为驻波腔，后者为行波腔。之所以称为微腔，是因为它的尺寸通常只有几微米厚，而其间隔层有时甚至在纳米大小。与普通激光器原理一样，这造成了一个允许在间隔层内形成驻波或在环中绕行的行波的光学腔或光学谐振腔。 应用与效果 传统光学腔和微腔之间的区别主要在于系统的尺寸，但微腔的工作原理通常可以用较大的光学谐振器来理解。在…
橫模
横模是指垂直于电磁辐射传播方向的平面上呈现的特定电磁场分布模式。这种模式常见于波导管中的无线电和微波、光導纖維中的光以及激光的共振腔内。 横模的形成源于电磁波受波导影響出現的边值问题。 參考文獻
主動雷射介質
、金绿宝石, 、]] 主動雷射介質也稱增益介質或雷射介質，是配合激光器的光學來源。增益來源來自光子的受激发射，而受激发射是因為電子或是分子之前因為雷射泵浦提昇到較高能階，再轉態到較低能階產生的能量。 主動雷射介質有以下這幾類： 特定晶体，多半有摻雜稀土元素的离子（像是钕、镱或铒）或是过渡金属離子（钛或铬)，大部份是釔鋁石榴石（Y3Al5O12）、钒酸钇（YVO4）或蓝宝石（Al2O3）; ，偶爾會是溴化镉铯（CsCdBr3）（） 玻璃，…
受激发射
是受激輻射的一種]] 受激辐射（）是雷射的主要光源。受激辐射的光放大（）縮寫就是“LASER”。受激辐射概念是由阿尔伯特·爱因斯坦在他1917年發表的論文《關於輻射的量子理論》中提出的；大約10年後，英國著名物理學家、劍橋大學教授保羅·狄拉克首次實驗證明受激辐射的存在。 定義 在說明受激发射之前需先了解原子的能階之概念，其中發出光最重要的就是所謂躍遷。 原子結構 原子基本上由原子核、電子組成。若有外來能量使電子與原子核的距離增大，則內能…
斜率效率
斜率效率（slope efficiency）是雷射的重要參數，可以用繪製雷射輸出功率相對激光泵浦輸入功率的圖中求得。在輸入功率超過時，此曲線近似一直線，斜率效率就是這條線的斜率。斜率效率也可以用輸入能量和輸出能量來定義，對於脈衝雷射比較適用。 若在所有輸入功率下，在光腔的光損失均為定值，則在激光閾值以上的線就是直線，有時會有非線性的特性，一般而言會在輸入功率較大時其斜率較小，這代表損失隨輸入功率而增加，多半本質上和熱有關，例如因為透鏡造…
B積分
B積分是在非線性光學中對於光非線性相位移的量測，是計算雷射光束中最不穩定空間頻率的指數成長程度，在數值上等效於沿著雷射系統光軸的非線性相位移。 若用多通道的雷射系統來計算非线性相互作用的累计量，其積分為： : B=\frac{2\pi}{\lambda}\int \! n_2I(z)\,dz \, 其中I(z)是延著光軸的光強度，z是在光束方向上的位置，n_2是量測克爾非線性的非線性因子。因為n_2I(z)是折射率的非線性變化，因此可以…
紅寶石雷射
紅寶石雷射（），是固態雷射的一種，以紅寶石為介質產生。紅寶石雷射產生波長694.3nm的可見光脈衝，顏色為深紅色。由美國物理學家西奥多·梅曼於1960年5月16日首次製作出來。 歷史 1958年，查尔斯·汤斯與阿瑟·肖洛發表論文，討論光學邁射的可能性。在此之後，學者開始企圖根據這些理論來建立可行的模型。 1960年，西奥多·梅曼首次根據光學邁射的理論，實作出紅寶石雷射。 1961年， R.W. Hellwarth發明Q开关，使散射的光線…
热冲击
热冲击（），指热辐射使物体受到局部快速加热。结果是，由于物体各部温度升高速度不同，膨胀程度也不同，故其内部产生应变和应力，有些应力可超过脆性固体的强度，而使它断裂。热膨胀系数大的玻璃器皿，局部受热而破裂是一典型例子。 热冲击使物体所产生应力差别大的原因有二：1.物体局部受热速度过快；2.物体的热膨胀系数大。因而，想避免受热冲击导致物体破裂的主要方法有三个方面：1.避免受热冲击，使物体缓慢而均匀受热；2.选用热膨胀系数小的物体；3.选用强…
自发辐射
自发辐射（），是在没有任何外界作用下，激发态原子或是分子的電子自发地从高能階向低能階跃迁，同时发射出一光子。 :hv=E_2-E_1 各原子的自发发射过程完全是随机的，所以自发辐射光是非相干的。 非相对论性的量子力学无法解释自发辐射，根据该理论，如果一个孤立原子处于定态，即使是激发态，它将一直处于该态，而不会跃迁到其他的态。但是量子场论指出一个电磁场系统即使处于真空态也有振动，孤立的原子是不存在的。当处于激发态的原子与场发生相互作用的时…
居量反轉
居量反轉（），又譯為群數反轉、密數反轉、集居数反轉、粒子數反轉、反轉分布，為一個物理學名詞，在統計力學中經常被使用。居量反轉即在一個系統（例如一群原子或分子）中，處在激發狀態的成員數量比起處於較低能階狀態的成員更多。讓標準雷射進入能夠運作的狀態的過程中，產生居量反轉是一個必要的步驟，因此在雷射科學中，居量反轉是很重要的研究主題之一。值得注意的是居量反轉不可能是熱平衡的穩態解，如二能階系統中，溫度極高或外場極大時的平衡態也只允許激發態與基…
雷射鍵盤
投影鍵盤是一種輸入裝置，藉由雷射光投射在平面上形成虛擬的鍵盤圖形。當使用者碰觸到平面的按鍵圖形時，此設備會在平板電腦或電腦螢幕顯示出相對應的按鍵。 歷史 光學虛擬鍵盤是由IBM工程師於1992年發明且申請專利。這與一般的機械式按鍵不同，該裝置投射出按鍵型狀，手及手指移動於按鍵上分析成訊號的操做裝置。還有類似此原理的輸入裝置例如（滑鼠、鍵盤等其他裝置）。基於環保與成本，傳統的塑膠電腦鍵盤可能將會被取代。 最初是由Canesta公司，在20…