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氦氖激光器的波长计算公式
点击次数：531 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。
