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氦氖激光器的波長計算公式
點擊次數：1596 時間：2023-07-21
氦氖激光器（He-Ne激光器）是一種常見的氣體激光器，通常工作于可見光波段。其輸出波長主要由激光介質中的能級躍遷決定。下面將介紹氦氖激光器波長計算公式的相關理論。
激(ji)光介質和能級躍(yue)遷
氦(hai)氖(nai)激光(guang)(guang)器的(de)激光(guang)(guang)介質是氦(hai)氖(nai)混(hun)合氣(qi)體，在激發態能級躍(yue)遷至(zhi)(zhi)基態時輻射出激光(guang)(guang)。氦(hai)氖(nai)激光(guang)(guang)器的(de)主要能級躍(yue)遷包括4s至(zhi)(zhi)3p躍(yue)遷、5s至(zhi)(zhi)3p躍(yue)遷和5s至(zhi)(zhi)4p躍(yue)遷。其中(zhong)，常用的(de)是3p至(zhi)(zhi)2s躍(yue)遷，對應(ying)波長為632.8納(na)米（nm）。
波長計算公式(shi)
氦氖激(ji)光器波長的計算可(ke)以使用(yong)Moseley公式，該公式描述了電子轉移能(neng)級對應(ying)的波長和原子核電荷數之間(jian)的關系：
1/λ = R(Z - σ)^2
其(qi)中，λ為波(bo)長，R為里德伯常數(shu)（109677 cm^-1），Z為原(yuan)子核電(dian)荷數(shu)，σ為屏(ping)蔽常數(shu)。這(zhe)個公(gong)式中的屏(ping)蔽常數(shu)σ是用來考(kao)慮電(dian)子云對核電(dian)荷的屏(ping)蔽效應(ying)。
對于氦氖激光(guang)(guang)器的(de)3p至2s躍遷，我(wo)們(men)可以將(jiang)上述公式(shi)稍作修改。因為氦氖激光(guang)(guang)器的(de)波長主要受到氖原子(zi)的(de)能(neng)級結構影響，我(wo)們(men)可以將(jiang)Z替換為氖原子(zi)的(de)原子(zi)核電荷數(shu)(shu)（即10），σ為相(xiang)應的(de)屏蔽(bi)常數(shu)(shu)。
因此(ci)，氦氖激(ji)光器的波長(chang)計算(suan)公式可(ke)以表示為：
1/λ = R(10 - σ)^2
需要(yao)注意的是，該(gai)公式是一(yi)個近似公式，實際測量值可能會略有偏(pian)差。
綜上所述，氦氖激(ji)光器的波長(chang)計(ji)算(suan)公(gong)式可以使用(yong)Moseley公(gong)式，其中波長(chang)與原(yuan)子核電荷數(shu)之間存在一定關系。對于氦氖激(ji)光器的常用(yong)波長(chang)632.8 nm，可以通過(guo)將相關參數(shu)代(dai)入(ru)Moseley公(gong)式進行計(ji)算(suan)。
