Принцип на работа на лазерното изпомпване

Принцип на работа наlaser изпомпване

Енергията се абсорбира в средата, създавайки възбудени състояния в атомите. Инверсия на населението се постига, когато броят на частиците във възбудено състояние надвишава броя на частиците в основно състояние или по-малко възбудени състояния. В този случай може да възникне механизъм на стимулирано излъчване и средата може да се използва като лазерен или оптичен усилвател.

Мощността на помпата трябва да е над прага на генерация на лазера. Енергията на помпата обикновено се предоставя под формата на светлина или електрически ток, но се използват и по-екзотични източници като химически или ядрени реакции.

Разширена информация

Лазерно производствоусловия:

1. Усилваща среда: За лазерно генериране трябва да се избере подходящо работно вещество, което може да бъде газ, течност или твърдо вещество. В тази среда може да се постигне инверсия на населението, за да се създадат необходимите условия за генерация.

Очевидно съществуването на енергийно ниво на метастабилно състояние е много полезно за реализиране на инверсията на броя на частиците. Има почти хиляда вида работещи среди, а дължините на лазерните вълни, които могат да бъдат генерирани, включват широк диапазон от вакуумно ултравиолетово до далечно инфрачервено лъчение. Въпреки това, като се има предвид лазерната производителност на лазерния изход, има определени изисквания за използваното работно вещество. Основните изисквания са

(1) Еднакви оптични свойства, добра оптична прозрачност и стабилна производителност;

(2) Енергийни нива с относително дълги енергийни нива (наречени метастабилни енергийни нива);

(3) Има относително висока квантова ефективност.

2. Източник на изпомпване: За да се обърне броят на частиците в работната среда, трябва да се използва определен метод за стимулиране на атомната система да увеличи броя на частиците в горното енергийно ниво. Като цяло газовият разряд може да се използва за използване на електрони с кинетична енергия за възбуждане на средни атоми, което се нарича електрическо възбуждане; импулсните светлинни източници могат да се използват и за облъчване на работната среда, което се нарича светлинно възбуждане; има и термично възбуждане, химическо възбуждане и др.

Различните методи на възбуждане визуално се наричат ​​изпомпване или изпомпване. За да се получава непрекъснато лазерен изход, той трябва непрекъснато да се „изпомпва“, за да поддържа повече частици в горното енергийно ниво, отколкото в долното енергийно ниво.

3. Резонансна кухина: С подходящо работно вещество и източник на помпа може да се реализира инверсия на броя на частиците, но интензитетът на стимулираното лъчение, произведено по този начин, е твърде слаб, за да бъде приложен на практика. Затова хората се сетиха да използват оптична резонансна кухина за усилване.

Така наречената оптична резонансна кухина всъщност представлява две огледала с висока отразяваща способност, монтирани в двата края на лазера лице в лице. Единият е почти напълно отразен, а другият е предимно отразен и се предава малко количество, така че лазерът да може да бъде излъчен през това огледало.

Светлината, отразена обратно към работната среда, продължава да индуцира ново стимулирано излъчване и светлината се усилва. Следователно светлината осцилира напред-назад в резонансната кухина, причинявайки верижна реакция, която се усилва като лавина и предизвиква интензивнолазерна светлина, който се извежда от единия край на частично отразяващото огледало.