Mi termel impulzusokat a lézerekben?

Mi termel impulzusokat a lézerekben?
Anonim

Válasz:

A lézerekben lévő fényimpulzusok előállításához a populáció inverzióval párosított stimulált emisszió szükséges.

Magyarázat:

A folyamat:

Először izgatottak a lézeres gáz atomjai. Az elektronok spontán fotonokat bocsátanak ki, és lecsökkennek az alacsonyabb energiaszintre.

Egyes esetekben az elektronok olyan állapotban gyűlnek össze, amely viszonylag hosszú időt vesz igénybe. Amikor ez megtörténik, ebben a gerjesztett állapotban több elektron lehet, mint az alacsonyabb állapotokban. Ezt nevezik népesség inverziónak.

Ha a fény olyan hullámhosszú, hogy a fotonnak ugyanolyan energiája van, mint az energia különbség ezen hosszú élettartamú gerjesztett állapot és az alacsonyabb állapot között, az stimulálhatja az elektronot, hogy fotont bocsásson ki és leereszkedjen a gerjesztett állapotból.

Amikor az elektron alacsonyabb állapotba kerül, akkor a foton ugyanazzal a frekvenciával, fázissal, polarizációval, és az utazás irányával szabadul fel, mint a stimulált foton. Ezt stimulált emissziónak nevezzük. Jelenleg két foton képes stimulálni más atomokat. Más atomok stimulálódnak, majd Bam, sok fázis fotonok azonos hullámhosszúságúak.

Így készülnek a lézerek koherens fény.

Amikor a megfelelő energiájú foton (energiája egyenlő a gerjesztett és az alacsonyabb állapot közötti különbséggel) egy atomra üt, akkor stimulálhatja a kibocsátást, de felszívódhat (stimulált felszívódás). Az elnyelés valószínűsége megegyezik a kibocsátás stimulálásának valószínűségével.

Ebből adódóan, A stimulált emisszió arányos a gerjesztett állapotban lévő elektronok számával.

A stimulált abszorpció arányos az alsó állapotban lévő elektronok számával.

A populáció inverzióra van szükség. Ha az alacsonyabb állapotban több elektron lenne, a stimulált sugárzás gyakrabban történne, mint a stimulált emisszió, és elfogyna a fotonok.

Ha kíváncsi, az Einstien A és B együtthatókat a spontán emisszió és a stimulált emisszió / abszorpció valószínűségének leírására használják.