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碰撞加宽（均匀加宽）碰撞加宽（均匀加宽）1、机理:由于气体分子间的碰撞，使发光粒子提前中断发光而引起的谱线加宽。2、线型函数——洛伦兹型

L:碰撞线宽

L:平均碰撞时间碰撞加宽的光场模型：二、光学多普勒效应1、定义:当光源与接收器间存在相对速度时,接收器测得光频将发生变化。2、频移计算公式3、碰撞线宽经验公式CO2:=0.049MHz/PaHe-Ne:=0.75MHz/Pap:气体压强：碰撞系数接收器光源n0Vz>0Vz<0n光学多普勒效应(1)光源静止、接收器运动

:光频；：接收器测量频率；:接收器速度。向着光源方向运动时取+；离开光源方向运动时取-。当接收器向着光源运动时，有：S

.B(2)接收器静止、光源运动

:光源速度。向接收器方向运动时取-；远离接收器方向运动取+。......SB

单色光波假想光源发光粒子感受光波的接收器1、共振速度三、多普勒效应在激光器中的应用若，原子（发光粒子）感受到频率为，当时,共振相互作用最大；发光粒子假想光源n当发光粒子沿z向运动时，原子感受到频率为，当时,共振相互作用最大。（1）定义：光波沿腔轴线传播时,可引起受激辐射跃迁的发光粒子的速度变化。（2）计算：

0:发光粒子固有中心频率；s:光波频率；接收器(发光粒子)运动,光源静止。

:发光粒子运动方向与光波传播方向相反；

（接收器向光源运动）

:发光粒子运动方向与光波传播方向相同。

（接收器远离光源运动）证明：讨论①

s

<0,发生共振的粒子沿光波传播方向运动；②

s

>0,发生共振的粒子反光波传播方向运动。发光粒子

0(接收器)光源

s（2）计算：

0、0:发光粒子固有中心频率及波长。2、表观中心频率(表观中心波长)（1）定义：激光器输出镜一侧的接收器所测量到的发光粒子的频率或波长。光源(发光粒子)运动,接收器静止。

:发光粒子沿腔轴z的运动速度,向输出镜运动取+。证明：讨论：①发光粒子向输出方向运动时

0

>

0,0

<

0；②发光粒子反输出方向运动时

0

<

0,0

>

0。发光粒子(

0)接收器(0)四、多普勒加宽(非均匀加宽)1、机理：由于气体分子无规热运动造成发光粒子多普勒频移而引起的谱线加宽。

2、线型函数——高斯型

D:多普勒线宽；k:玻尔兹曼常数；m:发光粒子质量；T:温度。(1)粒子数按速度分量的分布函数N:总粒子数；①定义:②表达式：③分布曲线：(2)粒子数按表观中心频率

0

的分布

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