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氦氖激光器的波長(zhǎng)計(jì)算公式
點(diǎn)擊次數(shù)：699 時(shí)間：2023-07-21
氦氖激光器（He-Ne激光器）是一種常見(jiàn)的氣體激光器，通常工作于可見(jiàn)光波段。其輸出波長(zhǎng)主要由激光介質(zhì)中的能級(jí)躍遷決定。下面將介紹氦氖激光器波長(zhǎng)計(jì)算公式的相關(guān)理論。
激光介質(zhì)和能級(jí)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(jí)躍遷至基態(tài)時(shí)輻射出激光。氦氖激光器的主要能級(jí)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(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為632.8納米（nm）。
波長(zhǎng)計(jì)算公式
氦氖激光器波長(zhǎng)的計(jì)算可以使用Moseley公式，該公式描述了電子轉(zhuǎn)移能級(jí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)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(zhǎng)，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(lái)考慮電子云對(duì)核電荷的屏蔽效應(yīng)。
對(duì)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(zhǎng)主要受到氖原子的能級(jí)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(zhǎng)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(cè)量值可能會(huì)略有偏差。
綜上所述，氦氖激光器的波長(zhǎng)計(jì)算公式可以使用Moseley公式，其中波長(zhǎng)與原子核電荷數(shù)之間存在一定關(guān)系。對(duì)于氦氖激光器的常用波長(zhǎng)632.8 nm，可以通過(guò)將相關(guān)參數(shù)代入Moseley公式進(jìn)行計(jì)算。
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