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氦氖激光器的波長計算公式
點擊次數：1342 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。
激光介質和能級躍遷
氦氖激光器的激光介質是氦氖混合氣體，在激發態能級躍遷至基態時輻射出激光。氦氖激光器的主要能級躍遷包括4s至3p躍遷、5s至3p躍遷和5s至4p躍遷。其中，常用的是3p至2s躍遷，對應波長為632.8納米（nm）。
波長計算公式
氦氖激光器波長的計算可以使用Moseley公式，該公式描述了電子轉移能級對應的波長和原子核電荷數之間的關系：
1/λ = R(Z - σ)^2
其中，λ為波長，R為里德伯常數（109677 cm^-1），Z為原子核電荷數，σ為屏蔽常數。這個公式中的屏蔽常數σ是用來考慮電子云對核電荷的屏蔽效應。
對于氦氖激光器的3p至2s躍遷，我們可以將上述公式稍作修改。因為氦氖激光器的波長主要受到氖原子的能級結構影響，我們可以將Z替換為氖原子的原子核電荷數（即10），σ為相應的屏蔽常數。
因此，氦氖激光器的波長計算公式可以表示為：
1/λ = R(10 - σ)^2
需要注意的是，該公式是一個近似公式，實際測量值可能會略有偏差。
綜上所述，氦氖激光器的波長計算公式可以使用Moseley公式，其中波長與原子核電荷數之間存在一定關系。對于氦氖激光器的常用波長632.8 nm，可以通過將相關參數代入Moseley公式進行計算。
