激光物理：相位的仔细检测

相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时间变化的。比如正弦交流电流，它的公式是i=Isin2πft。i是交流电流的瞬时值，I是交流电流的最大值，f是交流电的频率，t是时间。随着时间的推移，交流电流可以从零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零。在三角函数中2πft相当于角度，它反映了交流电任何时刻所处的状态，是在增大还是在减小，是正的还是负的等等。因此把2πft叫做相位，或者叫做相。 |J`YFv  
　　如果t等于零的时候，i并不等于零，公式应该改成i=Isin(2πft+ψ)。那么2πft+ψ叫做相位，ψ叫做初相位，或者叫做初相。 5RT
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　　相位(phase)是对于一个波，特定的时刻在它循环中的位置：一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。是描述讯号波形变化的度量，通常以度（角度）作为单位，也称作相角。 当讯号波形以周期的方式变化，波形循环一周即为360o 。常应用在科学领域，如数学、物理学、电学等。 %.b)%=  

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当我们在观测激光时，我们通常只测量它的亮度、振幅，而能够进一步反映出激光内部工作细节的物理量相位却经常被忽视。而它的意义在一种新的光线中已逐渐被显现出来。 FI~)ZhE)]  
观察海洋中的波，通过观测其高度（振幅）和峰值到达的时间（相位）我们可以对它们进行定性，也就是说没有振幅和相位也就没有波。光本身也是一种波，更确切的说是一种电磁波，大多数情况下，我们可通过实验对光波的振幅进行测量：这一物理量可以通过测量单位时间内的平均强度而得出，测量方法相对简单。 P!m~tu}B  
而光波的相位却经常被忽视，这并不意味相位就不重要，相反光波的很多信息和物理机制都是由它产生。不像水波那样我们可以用肉眼观察到，光波的相位变化太快，以致于我们很难观测到。在光波的相位观测上典型特例就是可见光的干涉实验。在Nature相关杂志上 Kr?ll 等报道了他们如何直接观察半导体产生激光的相位和振幅。 A"C%.InZ  
他们采用的是量子级联激光器，它由很多层两到多个半导体组成。在直流电压的影响下半导体物质中原子中的电子通过在能级间跃迁产生光子。量子级联的最大好处是它可以产生很低频率的电磁辐射，而通常的激光器却产生不了。其最低频率可以达到1.6THz（THz，1012Hz）。这一频率非常接近高速运动电子的时钟频率，利用它我们可以更好的探索光子学和电子学。与之相比较，传统激光器一般工作在近红 .. ~]A';xH&  
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