Prinsipyo ng pagtatrabaho ng laser pumping

Prinsipyo ng paggawa nglaser pumping

Ang enerhiya ay hinihigop sa daluyan, na lumilikha ng mga nasasabik na estado sa mga atomo. Ang pagbaligtad ng populasyon ay nakakamit kapag ang bilang ng mga particle sa isang excited na estado ay lumampas sa bilang ng mga particle sa ground state o hindi gaanong excited na mga estado. Sa kasong ito, ang isang mekanismo ng stimulated emission ay maaaring mangyari at ang medium ay maaaring gamitin bilang isang laser o optical amplifier.

Ang lakas ng bomba ay dapat na nasa itaas ng lasing threshold ng laser. Ang enerhiya ng bomba ay kadalasang ibinibigay sa anyo ng liwanag o de-koryenteng kasalukuyang, ngunit mas maraming kakaibang mapagkukunan tulad ng kemikal o nuklear na mga reaksyon ang ginamit.

Pinalawak na impormasyon

Produksyon ng laserkundisyon:

1. Gain medium: Para sa laser generation, dapat pumili ng angkop na gumaganang substance, na maaaring gas, likido, o solid. Ang pagbabaligtad ng populasyon ay maaaring makamit sa daluyan na ito upang lumikha ng mga kinakailangang kondisyon para sa lasing.

Malinaw, ang pagkakaroon ng metastable na antas ng enerhiya ng estado ay lubhang kapaki-pakinabang upang mapagtanto ang pagbabaligtad ng bilang ng mga particle. Mayroong halos isang libong uri ng gumaganang media, at ang mga wavelength ng laser na maaaring mabuo ay kinabibilangan ng malawak na hanay mula sa vacuum ultraviolet hanggang sa malayong infrared. Gayunpaman, kung isasaalang-alang ang pagganap ng laser ng laser output, mayroong ilang mga kinakailangan para sa gumaganang sangkap na ginamit. Ang mga pangunahing kinakailangan ay

(1) Uniform optical properties, magandang optical transparency, at stable na performance;

(2) Mga antas ng enerhiya na may medyo mahahabang antas ng enerhiya (tinatawag na mga antas ng metastable na enerhiya);

(3) Ito ay may medyo mataas na quantum efficiency.

2. Pinagmumulan ng pumping: Upang baligtarin ang bilang ng mga particle sa gumaganang daluyan, ang isang tiyak na paraan ay dapat gamitin upang pasiglahin ang atomic system upang madagdagan ang bilang ng mga particle sa itaas na antas ng enerhiya. Sa pangkalahatan, ang paglabas ng gas ay maaaring gamitin upang gumamit ng mga electron na may kinetic energy upang pukawin ang mga medium atoms, na tinatawag na electric excitation; Ang mga pinagmumulan ng liwanag ng pulso ay maaari ding gamitin upang i-irradiate ang working medium, na tinatawag na light excitation; mayroon ding thermal excitation, chemical excitation, atbp.

Ang iba't ibang paraan ng paggulo ay biswal na tinatawag na pumping o pumping. Upang patuloy na makakuha ng laser output, dapat itong patuloy na "pumped" upang mapanatili ang mas maraming mga particle sa itaas na antas ng enerhiya kaysa sa mas mababang antas ng enerhiya.

3. Resonant cavity: Sa isang angkop na gumaganang substance at pump source, ang particle number inversion ay maaaring maisakatuparan, ngunit ang intensity ng stimulated radiation na ginawa sa paraang ito ay masyadong mahina para halos mailapat. Kaya naisipan ng mga tao na gumamit ng optical resonant na lukab upang palakihin.

Ang tinatawag na optical resonant cavity ay talagang dalawang salamin na may mataas na reflectivity na naka-mount sa dalawang dulo ng laser nang harapan. Ang isa ay halos ganap na sumasalamin, at ang isa ay halos sumasalamin at isang maliit na halaga ay ipinadala, upang ang laser ay maaaring mailabas sa pamamagitan ng salamin na ito.

Ang liwanag na nasasalamin pabalik sa gumaganang daluyan ay patuloy na nagdudulot ng bagong stimulated radiation, at ang liwanag ay pinalakas. Samakatuwid, ang ilaw ay umuusad pabalik-balik sa resonant na lukab, na nagiging sanhi ng isang chain reaction, na pinalaki tulad ng isang avalanche, at nagbubunga ng matindingilaw ng laser, na output mula sa isang dulo ng bahagyang sumasalamin sa salamin.