1、1第 1 节 激 光1960 年，第一台激光器：红宝石激光器一、 激光的主要特性1、 光强大红宝石巨脉冲激光器： ，亮度为太阳的 200 亿倍！W9102、 方向性好激光的发散角 rad.3、 单色性和相干性好频率宽度 相干长度L普通单色光源 Hz9710cm10激 光 上千公里.二、 光和原子的相互作用1、 受激吸收：处于低能级的原子吸收一个频率为 的光子跃迁致高能级2E2Ehh1h1激发态的平均寿命 s802、 自发辐射：处于高能级的原子在不受外界因素影响的条件下，自发地由高能级向低能级跃迁所产生的辐射特点：与外界条件无关，不可控制，各原子产生的辐射互不相关，各个光子的频率、位相、偏振态和
2、传播方向各不相同，光的单色性和相干性差3、受激辐射 处于高能级的原子在频率为 的外来光子的作hE12用下由高能级向低能级跃迁 所产生的辐射特点：所产生的两个光子的运动状态完全相同，即两个光子的频率、位相、偏振态和传播方向完全相同，单色性和相干性好普通光源：以自发辐射为主激光光源：以受激辐射为主三、 受激辐射光放大过程 粒子数反转分布受激辐射光放大过程hh2E12只有高能级上原子数 大于低能级上原子数 时，2N1N才能实现光放大平衡态，原子数按能级的分布遵守玻耳兹曼分布率， ， ，kTEiie/ii12估算： ，eV12K30kTEkTEN/)(/12140)3108./(06.9e：粒子数反转
3、分布，是实现光放大、产生激光的必要条件2泵浦、激励、抽运工作物质， 2N1四、 光学谐振腔1、 结构激光工作物质全反射镜 部分反射镜2、 作用（1） 产生并维持光振荡（2） 提高光强（3） 提高激光的方向性（4） 提高激光的单色性用布儒斯特窗以提高激光的偏振性激光器由工作物质、谐振腔和激励源三部分组成五、 氦氖激光器工作物质：氦氖混合气体， 1:04:NeH亚稳态 2E3EA628e 1E1EHe， Ne，氖气：真正的工作物质13EN23N3第 2 节 晶体的能带理论一、 固体的分类晶体 非晶体对称的外形 无各向异性 各向同性固定熔点 无解理面 无规则排列 无规则排列晶格点阵长程有序 短程有序
4、单晶、多晶离子晶体：NaCl 晶体， 离子键共价晶体：Si 晶、 Ge 晶 共价键分子晶体：低温下， 、 、惰性气体 分子键2ClO金属晶体：各种金属和合金晶体 金属键晶体中，微观粒子排列局部失序：缺陷晶体的熔点、强度、导电性和颜色与晶体缺陷有关二、 晶体的能带结构在晶体中，电子不再属于某个原子，而是被整个晶体所共有：电子的共有化能带p2 p2禁带gE能带s s能带1 11， 2， N， 晶体 能带一定的能带最多可容纳 个电子l l)1(全部被电子填满的能带：满带正常状态下未充填电子的能带：空带 由价电子能级形成的能带：价带能带和能带之间有一定的能量间隔 ：禁带gE未被电子填满的能带和空带：导
5、带宏观性质微观结构4三、 绝缘体、导体和半导体的能带结构1、 绝缘体E价带满 空带禁带宽价带2、 导体EEE空带 空带 空带价带 价带 价带价带未满 价带满但 价带未满且与空带重叠 与空带重叠3、 半导体价带满 空带E禁带宽度小价带电场激发、光照、加热电子、空穴本征半导体：电子、空穴混合导电导电的电子浓度和空穴浓度相等本征载流子杂质半导体：掺入微量其它元素（杂质）型半导体， 型半导体np四、 杂质半导体1、 型半导体 2、 型半导体n四价 Si 晶或 Ge 晶 四价 Si 晶或 Ge 晶五价元素 As 或 P 三价元素 B、Ga 、AlEE空带 空带杂质能级eV01.（施主能级） 杂质能级eV01.（受主能级）价带 价带eVg63eVg5.10
