Chap.8BasicsofModernOptics现代光学以1960年梅曼成功研制出的第一台红宝石激光器为标志。“激光”——“Laser”——“Lihgtamplificationbystimulatedemissionofradiation”.它是光受激辐射放大的简称，它通过辐射的受激发射而实现光放大。它是一种单色性佳、亮度高、相干性强、方向性好的相干光束。我国国家标准给它下的定义是：“由激光器产生的，波长在1mm以下的相干电磁辐射，它由物质的粒子受激发射放大产生，具有良好的单色性、相干性和方向性”（GB/T15313——94）。主要内容8.7激光器的种类8.8非线性光学8.9全息照相8.10光盘存储技术8.11傅立叶光学的几个基本概念8.12阿贝成像原理8.13阿贝-波特实验和空间滤波8.1原子发光的机理一、玻尔的氢原子模型英《物理世界》千年特刊评出的10名最杰出物理学家：⒈爱因斯坦（美籍德国人、1921）⒉牛顿﹙英国人﹚⒊麦克斯韦﹙英国人﹚⒋玻尔﹙丹麦人、1922﹚⒌海森伯(德国人、1932)⒍伽利略﹙意大利人﹚⒎费曼﹙美国人、1965﹚⒏狄拉克﹙法国人、1933﹚薛定谔﹙奥地利人、1933﹚⒑卢瑟福﹙英籍新西兰人﹚诺贝尔奖是1901.12.10.诺贝尔逝世5周年纪念日时颁发第一届.（详见：光学网→名师之窗→物理学家）部分著名的物理学家：一、玻尔的氢原子模型h=6.626176×10-34J·s,e=1.60219×10-19C,m=9.10956×10-31kg，0=8.85419×10-12F/m第一轨道半径：a1≈0.053nm电子的轨道速度：二、能级图三、原子发光的机理吸收：，发射：，E1为基态，能量最低，其它态为激发态。8.2光与原子相互作用一、吸收二、自发辐射三、受激辐射注意：①只有当外来光子的能量正好满足关系式时，才能引起受激辐射。②受激辐射发出来的光子与外来光子具有相同的频率、相同的发射方向、相同的偏振态和相同的相位。四、三个系数的关系8.3粒子数反转8.4光振荡8.5激光的单色性一、谱线宽度二、谐振腔的共振频率三、激光的单色性四、选模8.6激光的相干性一、时间相干性和空间相干性三、激光器的横向模式这里m、n均为正整数，分别表示在x轴和y轴方向上光强为零的那些零点的序数，称为模式序数。TEM00称为低次模式，其它的模式皆称为高次模式。四、激光的相干性作业8.7激光器的种类1.按激光器工作物质性质分2.按激光器工作方式分3.按激光器的谐振腔分4.按激光器的激励方式分总之，不管怎样分，每一类都包括许多激光器。8.8非线性光学随着激光这种强光束的出现，物质对光场的响应与光的场强为非线性关系——非线性光学，即：Or：P=二、内容三、发展四、方法8.9全息照相一、全息照相三、全息照相的摄制与再现装置四、全息照相的特点五、全息照相的一些应用8.10光盘存储技术它具有存储容量大、高清晰高保真图像、数字式信号读取方式、读出速度快、保存时间长、价格低廉等特点。其主要存储机制有：磁光存储、光致变色存储、光子烧孔存储、双光子吸收存储、光折变存储、热光存储、四波混频存储、全息存储、光电存储、光致分子取向存储、纳米存储等。按其功能的不同，光盘可分为：只读、只写式，可写式，可擦除式等。详见：黄明举《河大学报》2001，No.1.讨论题（8）5.激光器有哪些种类？6.按照玻尔理论，电子的轨道半径如何计算？总能量如何计算？7.什么是线性光学？什么是非线性光学？8.什么是全息照相？它的基本原理是什么？9.全息照相主要有哪些特点？10.全息照相有哪些主要应用？讨论题答案（8）3.答：世界上第一台激光器是1960年由梅曼研制出来的。它的意义在于开创了现代光学的新时代，它是现代光学开始的标志。4.答：激光器的模式有纵向模式和横向模式。5.答：激光器的种类很多，如果按激光器工作物质性质可以分为固体激光器、液体激光器、气体激光器和半导体激光器等；如果按激光器工作方式可以分为脉冲激光器、重复频率激光器、连续激光器、准连续激光器、可调谐激光器和超短脉冲激光器等；如果按激光器的谐振腔可以分为波导激光器和环形激光器等；如果按激光器的激励方式可以分为电泵浦激光器、光泵浦激光器和二极管泵浦激光器等等。6.答：电子的轨道半径和总能量分别按下列公式计算：；。7.答：物质对光场的响应与光的场强成线性关系的光学称为线性光学。物质对光场的响应与光的场强为非线性关系的光学称为非线性光学。8.答：既能记录光波振幅的信息，又能记录光波相位信息的摄影称为全息照相。它的基本原理是双光束干涉。9.答：全息照相主要特点有：①它是一个十分逼真的立体像。它和观察到