Hva produserer lyspulser i lasere?

Svar:

Stimulert utslipp parret med en populasjonsinversjon er nødvendig for å produsere lyspulser i lasere.

Forklaring:

Prosessen:

Først er atomer av gassen i laseren begeistret. Elektronene gir spontant fotoner og faller ned for å senke energinivået.

I noen tilfeller samler elektroner inn i en tilstand som tar relativt lang tid å falle fra. Når dette skjer, kan det være flere elektroner i denne spennende tilstanden enn i de lavere tilstandene. Dette kalles en populasjonsinversjon.

Hvis lys har en bølgelengde slik at en foton har samme energi som energiforskjellen mellom denne langvarige opphissede tilstanden og en lavere tilstand, kan den stimulere elektronen til å avgive en foton og slippe ned fra den spennende tilstanden.

Når elektronen stimuleres til å falle til en lavere tilstand, frigjøres en foton med samme frekvens, fase, polarisering og retning av reisen som fotonen som stimulerte den. Dette kalles stimulert utslipp. Det er nå to fotoner som kan stimulere andre atomer. Andre atomer stimuleres og deretter Bam, det er mye i fasefotoner med samme bølgelengde.

Dette er hvordan lasere produserer sammenhengende lys.

Når en foton med riktig energi (energi lik forskjellen mellom opphisset og lavere tilstand) rammer et atom, kan det stimulere utslipp, men det kan også absorberes (stimulert absorpsjon). Sannsynligheten for å bli absorbert er lik sannsynligheten for stimulerende utslipp.

Derfor, Stimulert utslipp er proporsjonal med antall elektroner i spenningen.

Stimulert absorpsjon er proporsjonal med antall elektroner i nedre tilstand.

En inversjon av befolkningen er nødvendig. Hvis det var flere elektroner i lavere tilstand stimulert absorpsjon ville forekomme oftere enn stimulert utslipp, og vi ville gå tom for fotoner.

Hvis du er nysgjerrig, brukes Einstien A og B koeffisientene for å beskrive sannsynligheten for en spontan utslipp og stimulert utslipp / absorpsjon henholdsvis.