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氦氖激光器的波長計(jì)算公式
點(diǎn)擊次數(shù):955 時(shí)間:2023-07-21
       氦氖激光器(He-Ne激光器)是一種常見的氣體激光器,通常工作于可見光波段。其輸出波長主要由激光介質(zhì)中的能級躍遷決定。下面將介紹氦氖激光器波長計(jì)算公式的相關(guān)理論。

激光介質(zhì)和能級躍遷
氦氖激光器的激光介質(zhì)是氦氖混合氣體,在激發(fā)態(tài)能級躍遷至基態(tài)時(shí)輻射出激光。氦氖激光器的主要能級躍遷包括4s至3p躍遷、5s至3p躍遷和5s至4p躍遷。其中,常用的是3p至2s躍遷,對應(yīng)波長為632.8納米(nm)。

波長計(jì)算公式
氦氖激光器波長的計(jì)算可以使用Moseley公式,該公式描述了電子轉(zhuǎn)移能級對應(yīng)的波長和原子核電荷數(shù)之間的關(guān)系:

1/λ = R(Z - σ)^2

其中,λ為波長,R為里德伯常數(shù)(109677 cm^-1),Z為原子核電荷數(shù),σ為屏蔽常數(shù)。這個(gè)公式中的屏蔽常數(shù)σ是用來考慮電子云對核電荷的屏蔽效應(yīng)。

對于氦氖激光器的3p至2s躍遷,我們可以將上述公式稍作修改。因?yàn)楹つ始す馄鞯牟ㄩL主要受到氖原子的能級結(jié)構(gòu)影響,我們可以將Z替換為氖原子的原子核電荷數(shù)(即10),σ為相應(yīng)的屏蔽常數(shù)。

因此,氦氖激光器的波長計(jì)算公式可以表示為:

1/λ = R(10 - σ)^2

需要注意的是,該公式是一個(gè)近似公式,實(shí)際測量值可能會略有偏差。

綜上所述,氦氖激光器的波長計(jì)算公式可以使用Moseley公式,其中波長與原子核電荷數(shù)之間存在一定關(guān)系。對于氦氖激光器的常用波長632.8 nm,可以通過將相關(guān)參數(shù)代入Moseley公式進(jìn)行計(jì)算。
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