Αρχή λειτουργίας της άντλησης λέιζερ

Αρχή λειτουργίας τουlάντληση ασέρ

Η ενέργεια απορροφάται στο μέσο, ​​δημιουργώντας διεγερμένες καταστάσεις στα άτομα. Η αντιστροφή πληθυσμού επιτυγχάνεται όταν ο αριθμός των σωματιδίων σε διεγερμένη κατάσταση υπερβαίνει τον αριθμό των σωματιδίων στη βασική ή λιγότερο διεγερμένη κατάσταση. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να προκύψει ένας μηχανισμός διεγερμένης εκπομπής και το μέσο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λέιζερ ή οπτικός ενισχυτής.

Η ισχύς της αντλίας πρέπει να είναι πάνω από το όριο λέιζερ του λέιζερ. Η ενέργεια της αντλίας παρέχεται συνήθως με τη μορφή φωτός ή ηλεκτρικού ρεύματος, αλλά έχουν χρησιμοποιηθεί πιο εξωτικές πηγές όπως χημικές ή πυρηνικές αντιδράσεις.

Εκτεταμένες πληροφορίες

Παραγωγή λέιζερσυνθήκες:

1. Μέσο απολαβής: Για την παραγωγή λέιζερ, πρέπει να επιλεγεί μια κατάλληλη ουσία εργασίας, η οποία μπορεί να είναι αέρια, υγρή ή στερεή. Η αναστροφή πληθυσμού μπορεί να επιτευχθεί σε αυτό το μέσο για να δημιουργηθούν οι απαραίτητες συνθήκες για lasing.

Προφανώς, η ύπαρξη του ενεργειακού επιπέδου μετασταθερής κατάστασης είναι πολύ ωφέλιμη για να συνειδητοποιήσουμε την αντιστροφή του αριθμού των σωματιδίων. Υπάρχουν σχεδόν χίλια είδη μέσων εργασίας και τα μήκη κύματος λέιζερ που μπορούν να δημιουργηθούν περιλαμβάνουν ένα ευρύ φάσμα από το υπεριώδες υπό κενό έως το πολύ υπέρυθρο. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση λέιζερ της εξόδου λέιζερ, υπάρχουν ορισμένες απαιτήσεις για την ουσία εργασίας που χρησιμοποιείται. Οι βασικές απαιτήσεις είναι

(1) Ομοιόμορφες οπτικές ιδιότητες, καλή οπτική διαφάνεια και σταθερή απόδοση.

(2) Ενεργειακά επίπεδα με σχετικά μεγάλα επίπεδα ενέργειας (που ονομάζονται μετασταθερά επίπεδα ενέργειας).

(3) Έχει σχετικά υψηλή κβαντική απόδοση.

2. Πηγή άντλησης: Προκειμένου να αντιστραφεί ο αριθμός των σωματιδίων στο μέσο εργασίας, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια συγκεκριμένη μέθοδος για την τόνωση του ατομικού συστήματος ώστε να αυξηθεί ο αριθμός των σωματιδίων στο ανώτερο ενεργειακό επίπεδο. Γενικά, η εκκένωση αερίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χρήση ηλεκτρονίων με κινητική ενέργεια για τη διέγερση ατόμων μέσου, η οποία ονομάζεται ηλεκτρική διέγερση. Οι πηγές παλμικού φωτός μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ακτινοβόληση του μέσου εργασίας, το οποίο ονομάζεται διέγερση φωτός. υπάρχουν επίσης θερμική διέγερση, χημική διέγερση κ.λπ.

Διάφορες μέθοδοι διέγερσης ονομάζονται οπτικά άντληση ή άντληση. Προκειμένου να λαμβάνεται συνεχώς έξοδος λέιζερ, πρέπει να "αντλείται" συνεχώς για να διατηρεί περισσότερα σωματίδια στο ανώτερο επίπεδο ενέργειας παρά στο χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας.

3. Κοιλότητα συντονισμού: Με μια κατάλληλη ουσία εργασίας και πηγή αντλίας, μπορεί να πραγματοποιηθεί αντιστροφή του αριθμού σωματιδίων, αλλά η ένταση της διεγερμένης ακτινοβολίας που παράγεται με αυτόν τον τρόπο είναι πολύ ασθενής για να εφαρμοστεί στην πράξη. Έτσι, οι άνθρωποι σκέφτηκαν να χρησιμοποιήσουν μια κοιλότητα οπτικού συντονισμού για ενίσχυση.

Η λεγόμενη κοιλότητα οπτικού συντονισμού είναι στην πραγματικότητα δύο κάτοπτρα με υψηλή ανακλαστικότητα τοποθετημένα στα δύο άκρα του λέιζερ πρόσωπο με πρόσωπο. Το ένα ανακλάται σχεδόν πλήρως, και το ένα ανακλάται κυρίως και μεταδίδεται μια μικρή ποσότητα, έτσι ώστε το λέιζερ να μπορεί να εκπέμπεται μέσω αυτού του καθρέφτη.

Το φως που ανακλάται πίσω στο μέσο εργασίας συνεχίζει να προκαλεί νέα διεγερμένη ακτινοβολία και το φως ενισχύεται. Επομένως, το φως ταλαντώνεται μπρος-πίσω στην κοιλότητα συντονισμού, προκαλώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση, η οποία ενισχύεται σαν χιονοστιβάδα και παράγει έντονεςφως λέιζερ, το οποίο εξάγεται από το ένα άκρο του μερικώς ανακλώμενου κατόπτρου.