LED激光发光原理

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1、激光与半导体光源11960年梅曼研制成功世界上第一台可实际应用的红宝石激光器它标志着激光技术的诞生1961年研制出中国第一台红宝石激光器最早提出激光理论的爱因斯坦最早发现激光的汤斯《红外与光学激射器》汤斯如何发现激光？麦克斯韦及其方程组2梅曼第一台激光器的装置图3激光器的发明梅曼是美国休斯（Hughes）研究实验室（在加州南部）量子电子部年轻的负责人。1960年，梅曼才33岁，他于1955年在斯坦福大学获博士学位，研究的正是微波波谱学。在休斯实验室梅曼做微波激射器的研究工作，并发展了红宝石微波激射器，不过需要液氮冷却，后来改用干冰冷却。梅曼能在

2、红宝石激光器首先作出突破，并非偶然，因为他已有用红宝石进行微波激射器的经验多年，他预感到红宝石作为激光器的可能性，这种材料具有相当多的优点，例如能级结构比较简单，机械强度比较高，体积小巧，无需低温冷却等等。但是，当时他从文献上知道，红宝石的量子效率很低，例如：外德尔（I.Weider）在1959年曾报导过，量子荧光效率也许仅为1％。如果真是这样，那就没有用场了。梅曼寻找其他材料，但都不理想，于是他想根据红宝石的特性，寻找类似的材料来代替它。为此他测量了红宝石的荧光效率，没有想到，荧光效率竟是75％，接近于1。梅曼喜出望外，决定用红宝石做激光元件

3、。通过计算，他认识到最重要的是要有高色温（大约5000K）的激励光源。起初他设想用水银灯把红宝石棒放在椭圆形柱体中，这样也许有可能起动。但再一想，觉得无需乎连续运行，脉冲即可，于是决定利用Xe灯。梅曼查商品目录，根据商品的技术指标选定通用电气公司出产的闪光灯，是用于航空摄影的，有足够的亮度。但这种灯具有螺旋状结构，不适于椭圆柱聚光腔。他又想了一个妙法，把红宝石棒插在螺旋灯管之中，红宝石棒直径大约为1厘米，长为2厘米，正好塞在灯管里。红宝石两端蒸镀银膜，银膜中部留一小孔，让光逸出，孔径的大小，通过实验决定。就这样，梅曼经过9个月的奋斗，花了5万美

4、元，做出了第一台激光器。可是当梅曼将论文投到《物理评论快报》时，竟遭拒绝。该刊主编误认为这仍是微波激射器，而微波激射器发展到了这样的地步，已没有什么必要用快报的形式发表了。梅曼只好在《纽约时报》上宣布这一消息，并寄到英国的《自然》杂志去发表。第二年，《物理评论》才发表他的详细论文。4中国第一台红宝石激光器（1961.9）在器件设计上，梅曼用螺旋管氙灯照射，我们用光学成像的办法，只用了一支较小的直管氙灯，其尺寸同红宝石棒的大小差不多，用高反射的球形聚光器聚光，使红宝石棒好象泡在光源（氙灯）的像中，所以效率很高，只用了很小的能量激光就出来了。这里要

5、强调一点，建国初期国家在科学学发展方面采取了正确政策，提倡年青一代科学工作者进行创造性的工作。5第二章激光与半导体光源2.1激光的原理、特性和应用2.2半导体光源—发光二极管（LED）与半导体激光器（LD）6第二章激光与半导体光源2.1.1波尔假说与粒子数正常分布2.1.2自发辐射、受激辐射和受激吸收2.1.3粒子数反转与光放大2.1.4激光器的基本结构2.1.5激活介质的粒子数反转与增益系统2.1.6谐振腔与阈值2.1.7激光的纵模和横模2.1.8几种典型的激光器7尼尔斯·玻尔（丹麦1885～1962）原子结构学说，具有划时代意义的论文《论原

6、子和分子结构》1922年，玻尔获得诺贝尔物理奖。1975年，儿子阿基·玻尔获得诺贝尔物理奖。81885年10月7日，玻尔生于哥本哈根，父亲克里斯丁·玻尔是哥本哈根大学的生理学教授，母亲出身于一个富有的犹太人家庭，从小受到良好的家庭教育，并爱好足球，曾经和弟弟哈那德·玻尔共同参加职业足球比赛。1903年玻尔进入哥本哈根大学学习物理，1911年获博士学位。随后，他曾在曼彻斯特大学卢瑟福的实验室短期工作。基于卢瑟福的原子核理论和普朗克的量子说，1913年玻尔提出了原子结构的玻尔模型。按照这一模型电子环绕原子核作轨道运动，外层轨道比内层轨道可以容纳更多

7、的电子；较外层轨道的电子数决定了元素的化学性质。如果外层轨道的电子落入内层轨道，将释放出一个带固定能量的光子。玻尔18岁进入哥本哈根大学，很快就成了哥本哈根大学足球俱乐部的明星守门员，他习惯在足球场上一边心不在焉地守着球门，一边用粉笔在门框上排演着公式。玻尔后来进入科研机构，专心于原子物理研究，但他仍不忘心爱的足球，业余时间常把踢足球当做休息,成为一名不折不扣的“科学家球星”。不过他也有分神的时候，据丹麦AB队史料记载，在一场AB队与德国特维达队的比赛中，德国人外围远射，尼尔斯玻尔却在门柱旁边思考一道数学难题。鲜为人知的是，1922年玻尔获得诺

8、贝尔奖时，丹麦报纸普遍采用的标题是：《授予著名足球运动员尼尔斯·玻尔诺贝尔奖》。但玻尔从未入选过国家队。入选国家队的是他的兄弟HaraldAugust