Lazerlerde ışık atışı ne üretir?

Lazerlerde ışık atışı ne üretir?
Anonim

Cevap:

Lazerlerde ışığın sinyallerini üretmek için popülasyon inversiyonu ile eşleştirilmiş uyarılmış emisyon gereklidir.

Açıklama:

Süreç:

İlk önce, lazerdeki gazın atomları heyecanlanır. Elektronlar kendiliğinden fotonlar yayar ve düşük enerji seviyelerine düşerler.

Bazı durumlarda elektronlar, düşmesi nispeten uzun zaman alan bir durumda toplanacaktır. Bu olduğu zaman, bu uyarılmış durumda alt durumlardan daha fazla elektron olabilir. Buna nüfus çevrimi denir.

Işık, bir fotonun bu uzun ömürlü uyarılmış durum ile daha düşük bir durum arasındaki enerji farkıyla aynı enerjiye sahip olacak şekilde bir dalga boyuna sahipse, elektronu bir foton yayması ve uyarılmış durumdan düşmesi için uyarabilir.

Elektron daha düşük bir duruma düşecek şekilde uyarıldığında, onu harekete geçiren fotonun aynı frekans, faz, polarizasyon ve hareket yönü ile bir foton serbest bırakılır. Bu uyarılmış emisyon olarak bilinir. Şimdi diğer atomları uyaran iki foton var. Diğer atomlar uyarılır ve ardından Bam, aynı dalga boyuna sahip faz faz fotonları vardır.

Bu, lazerlerin tutarlı bir ışık üretmesidir.

Doğru enerjiye sahip bir foton (uyarılmış ve düşük durum arasındaki farka eşit enerji) bir atomu vurduğunda, emisyonu uyarabilir, ancak absorbe edilebilir (uyarılmış absorpsiyon). Emilme olasılığı, emisyonu uyarma olasılığına eşittir.

Bu nedenle, Uyarılmış emisyon, uyarılmış durumdaki elektron sayısı ile orantılıdır.

Uyarılmış absorpsiyon, alt durumdaki elektron sayısı ile orantılıdır.

Bir popülasyon inversiyonu gereklidir. Düşük durumda daha fazla elektron varsa uyarılmış emilim uyarılmış emisyondan daha sık gerçekleşir ve fotonların tükenmesi beklenir.

Merak ediyorsanız, Einstien A ve B katsayıları, sırasıyla kendiliğinden emisyon ve uyarılmış emisyon / absorpsiyon olasılığını tanımlamak için kullanılır.