Apa yang menghasilkan denyutan cahaya dalam laser?

Apa yang menghasilkan denyutan cahaya dalam laser?
Anonim

Jawapan:

Pelepasan stimulasi yang dipasangkan dengan penyongsangan populasi diperlukan untuk menghasilkan denyut cahaya dalam laser.

Penjelasan:

Proses ini:

Mula-mula atom-atom gas dalam laser teruja. Elektron secara spontan memancarkan foton dan turun ke tahap tenaga yang lebih rendah.

Dalam sesetengah keadaan elektron akan mengumpul dalam keadaan yang mengambil masa yang agak lama untuk jatuh dari. Apabila ini berlaku, terdapat lebih banyak elektron dalam keadaan teruja ini daripada di negeri-negeri yang lebih rendah. Ini dipanggil penyongsangan populasi.

Jika cahaya mempunyai panjang gelombang, maka foton mempunyai tenaga yang sama dengan perbezaan tenaga di antara keadaan teruja yang lama ini dan keadaan yang lebih rendah, ia dapat merangsang elektron untuk memancarkan foton dan turun dari keadaan teruja.

Apabila elektron dirangsang jatuh ke keadaan yang lebih rendah, foton dilepaskan dengan kekerapan, fasa, polarisasi, dan arah perjalanan yang sama seperti foton yang merangsangnya. Ini dikenali sebagai pelepasan yang dirangsang. Sekarang terdapat dua foton yang boleh merangsang atom-atom lain. Atom lain dirangsang dan kemudian Bam, terdapat banyak fasa foton dengan panjang gelombang yang sama.

Inilah bagaimana laser menghasilkan cahaya yang koheren.

Apabila foton dengan tenaga yang betul (tenaga yang sama dengan perbezaan antara keadaan gembira dan rendah) menyerang atom, ia boleh merangsang pelepasan, tetapi ia juga boleh diserap (penyerapan stimulus). Kemungkinan untuk diserap adalah sama dengan kemungkinan pelepasan merangsang.

Oleh itu, Pelepasan yang dirangsang adalah berkadar dengan bilangan elektron dalam keadaan teruja.

Penyerapan merangsang adalah berkadar dengan bilangan elektron di negeri yang lebih rendah.

Penyongsangan populasi diperlukan. Sekiranya terdapat lebih banyak elektron dalam penyerapan yang dirangsang oleh kerajaan yang lebih rendah akan berlaku lebih kerap daripada pelepasan yang dirangsang dan kita akan kehabisan foton.

Sekiranya anda ingin tahu, pekali Einstien A dan B digunakan untuk menggambarkan kemungkinan keluaran spontan dan pelepasan / penyerapan yang dirangsang.