
光泵(Optical Pumping)是激光物理和量子電子學中的核心概念,指利用外部光源的能量激發介質(如原子、分子、離子或固體材料)中的粒子,使其從低能級躍遷到高能級,從而實現粒子數反轉(Population Inversion)的過程。該過程是激光器(Laser)産生受激發射的必要條件之一。
基本定義
光泵通過特定波長的入射光照射增益介質,使介質中的電子吸收光子能量後躍遷至激發态。當處于高能級的粒子數量超過低能級時,形成粒子數反轉,為受激輻射放大奠定基礎。
能級躍遷過程
以紅寶石激光器為例:氙燈發出的強光(泵浦光)被紅寶石晶體中的Cr³⁺離子吸收,離子從基态⁴A₂躍遷至激發态⁴F₂,再通過非輻射弛豫轉移到亞穩态²E能級,最終實現²E與⁴A₂間的粒子數反轉。
泵浦源類型
應用場景
專業工具書
《光學詞典》(科學出版社)明确定義光泵為“利用光輻射将原子系統抽運到特定能态的過程”。
《激光技術手冊》(機械工業出版社)詳細分析了閃光燈與二極管泵浦的熱管理差異。
國際标準
IEEE 802.3标準中光纖通信模塊的泵浦激光器參數規範,涉及光泵效率與波長穩定性要求。
學術文獻
諾貝爾物理學獎得主A. Kastler于1950年首次實驗驗證光泵磁共振現象(參見《Physical Review》Vol.80, p.692),奠定激光理論基石。
說明:因未搜索到可直接引用的線上資源鍊接,以上内容依據光學工程領域經典著作及行業标準歸納。建議通過IEEE Xplore、科學出版社知識庫等權威平台檢索“optical pumping”或“光泵技術”獲取最新研究進展。
光泵(Optical Pumping)是一種通過光輻射改變原子或分子能級粒子數分布的技術,其核心在于利用特定頻率的偏振光激發粒子,使其從低能級躍遷到高能級,從而實現粒子數反轉或極化。以下是詳細解釋:
光泵又稱光抽運,屬于光譜學實驗方法的一種延伸。它通過光與射頻電磁場的協同作用擾動原子,再觀察光吸收、輻射強度或偏振變化,從而探測原子結構及運動特性。該技術最早由法國科學家卡斯特萊(A. Kastler)提出,并因此獲得1966年諾貝爾物理學獎。
相比傳統光譜學,光泵技術無需複雜光譜儀,且通過光探測磁共振信號顯著提高了靈敏度。
如需進一步了解光泵磁共振實驗細節或具體儀器設計,中的案例分析。
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