激光笔的发光原理

• 　　激光笔发出的激光属于固体激光,所以激光笔的发光原理就是固体激光的发光原理. 而激光笔里面的固体激光器就是一个激光二极管。

  　　激光原理：

  　　产生激光的三个条件是:实现粒子数反转,满足阈值条件和谐振条件.

  　　产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转,在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带.为了获得离子数反转,通常采用重掺杂的 P 型和 N 型材料构成 PN 结,这样,在外加电压作用下,在结区附近就 出现了离子数反转—在高费米能级 EFC 以下导带中贮存着电子,而在低费米能级 EFV 以上的 价带中贮存着空穴.实现粒子数反转是产生激光的必要条件,但不是充分条件.要产生激光，还要有损耗极小的谐振腔,谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜,激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射,不断引起新的受激辐射,使其不断被放大.只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗,即满足一定的阈值条件:

  　　P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1 (P1,P2 是两个反射镜的反射率,G 是激活介质的增益系数,A 是介质的损耗系数,exp 为常数),

  　　才能输出稳定的激光,另一方面,激光在谐振腔内来回反射,只有这些光束两两 之间在输出端的相位差 Δф =2qπ q=1,2,3,4....时,才能在输出端产生加强干涉, 输出稳定激光.设谐振腔的长度为 L,激活介质的折射率为 N,则 Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ, 上式可化为 f=qc/2NL 该式称为谐振条件,它表明谐振腔长度 L 和折射率 N 确定以后,只 有某些特定频率的光才能形成光振荡,输出稳定的激光。