Principiul de funcționare al pompei cu laser

Principiul de lucru allpompare aser

Energia este absorbită în mediu, creând stări excitate în atomi. Inversarea populației se realizează atunci când numărul de particule în stare excitată depășește numărul de particule în starea fundamentală sau în stări mai puțin excitate. În acest caz, poate apărea un mecanism de emisie stimulată și mediul poate fi folosit ca laser sau amplificator optic.

Puterea pompei trebuie să fie peste pragul laser al laserului. Energia pompei este furnizată de obicei sub formă de lumină sau curent electric, dar au fost folosite surse mai exotice, cum ar fi reacțiile chimice sau nucleare.

Informații extinse

Producția cu laserconditii:

1. Mediu de câștig: pentru generarea laser, trebuie selectată o substanță de lucru adecvată, care poate fi gaz, lichid sau solid. Inversarea populației poate fi realizată în acest mediu pentru a crea condițiile necesare pentru laser.

Evident, existența nivelului energetic al stării metastabile este foarte benefică pentru realizarea inversării numărului de particule. Există aproape o mie de tipuri de medii de lucru, iar lungimile de undă laser care pot fi generate includ o gamă largă de la ultraviolete în vid până la infraroșu îndepărtat. Cu toate acestea, având în vedere performanța laser a ieșirii laser, există anumite cerințe pentru substanța de lucru utilizată. Cerințele de bază sunt

(1) Proprietăți optice uniforme, transparență optică bună și performanță stabilă;

(2) Niveluri de energie cu niveluri de energie relativ lungi (numite niveluri de energie metastabile);

(3) Are o eficiență cuantică relativ ridicată.

2. Sursa de pompare: Pentru a inversa numărul de particule din mediul de lucru, trebuie utilizată o anumită metodă pentru a stimula sistemul atomic pentru a crește numărul de particule din nivelul de energie superior. În general, descărcarea gazoasă poate fi folosită pentru a folosi electroni cu energie cinetică pentru a excita atomii medii, ceea ce se numește excitație electrică; Sursele de lumină în impuls pot fi, de asemenea, folosite pentru a iradia mediul de lucru, care se numește excitație luminoasă; există și excitație termică, excitație chimică etc.

Diverse metode de excitare sunt numite vizual pompare sau pompare. Pentru a obține continuu ieșire laser, acesta trebuie să fie „pompat” continuu pentru a menține mai multe particule în nivelul de energie superior decât în ​​nivelul inferior de energie.

3. Cavitatea rezonantă: Cu o substanță de lucru adecvată și o sursă de pompă, se poate realiza inversarea numărului de particule, dar intensitatea radiației stimulate produsă în acest mod este prea slabă pentru a fi aplicată practic. Așa că oamenii s-au gândit să folosească o cavitate rezonantă optică pentru a amplifica.

Așa-numita cavitate rezonantă optică este de fapt două oglinzi cu reflectivitate ridicată montate la cele două capete ale laserului față în față. Unul este aproape în totalitate reflectat, iar unul este în mare parte reflectat și se transmite o cantitate mică, astfel încât laserul să poată fi emis prin această oglindă.

Lumina reflectată înapoi în mediul de lucru continuă să inducă noi radiații stimulate, iar lumina este amplificată. Prin urmare, lumina oscilează înainte și înapoi în cavitatea rezonantă, determinând o reacție în lanț, care este amplificată ca o avalanșă și produce intenslumina laser, care este scos de la un capăt al oglinzii parțial reflectorizante.