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氦氖激光器的波长计算公式
点击次数:401更新时间:2023-07-21
       氦氖激光器(He-Ne激光器)是一种常见的气体激光器,通常工作于可见光波段。其输出波长主要由激光介质中的能级跃迁决定。下面将介绍氦氖激光器波长计算公式的相关理论。

激光介质和能级跃迁
氦氖激光器的激光介质是氦氖混合气体,在激发态能级跃迁至基态时辐射出激光。氦氖激光器的主要能级跃迁包括4s至3p跃迁、5s至3p跃迁和5s至4p跃迁。其中,常用的是3p至2s跃迁,对应波长为632.8纳米(nm)。

波长计算公式
氦氖激光器波长的计算可以使用Moseley公式,该公式描述了电子转移能级对应的波长和原子核电荷数之间的关系:

1/λ = R(Z - σ)^2

其中,λ为波长,R为里德伯常数(109677 cm^-1),Z为原子核电荷数,σ为屏蔽常数。这个公式中的屏蔽常数σ是用来考虑电子云对核电荷的屏蔽效应。

对于氦氖激光器的3p至2s跃迁,我们可以将上述公式稍作修改。因为氦氖激光器的波长主要受到氖原子的能级结构影响,我们可以将Z替换为氖原子的原子核电荷数(即10),σ为相应的屏蔽常数。

因此,氦氖激光器的波长计算公式可以表示为:

1/λ = R(10 - σ)^2

需要注意的是,该公式是一个近似公式,实际测量值可能会略有偏差。

综上所述,氦氖激光器的波长计算公式可以使用Moseley公式,其中波长与原子核电荷数之间存在一定关系。对于氦氖激光器的常用波长632.8 nm,可以通过将相关参数代入Moseley公式进行计算。
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