Lazer pompalamanın çalışma prensibi

Çalışma prensibilaser pompalama

Enerji ortamda emilir ve atomlarda uyarılmış durumlar yaratılır. Popülasyonun tersine çevrilmesi, uyarılmış bir durumdaki parçacıkların sayısı, temel durumdaki veya daha az uyarılmış durumlardaki parçacıkların sayısını aştığında elde edilir. Bu durumda, uyarılmış bir emisyon mekanizması meydana gelebilir ve ortam, bir lazer veya optik amplifikatör olarak kullanılabilir.

Pompa gücü lazerin lazer eşiğinin üzerinde olmalıdır. Pompa enerjisi genellikle ışık veya elektrik akımı şeklinde sağlanır, ancak kimyasal veya nükleer reaksiyonlar gibi daha egzotik kaynaklar da kullanılmıştır.

Genişletilmiş bilgi

Lazer üretimikoşullar:

1. Kazanç ortamı: Lazer üretimi için gaz, sıvı veya katı olabilen uygun bir çalışma maddesi seçilmelidir. Kalıcılık için gerekli koşulları yaratmak amacıyla bu ortamda popülasyonun tersine çevrilmesi sağlanabilir.

Açıkçası, yarı kararlı durum enerji seviyesinin varlığı, parçacık sayısının ters çevrilmesini gerçekleştirmek için çok faydalıdır. Yaklaşık bin çeşit çalışma ortamı vardır ve üretilebilen lazer dalga boyları, vakumlu ultraviyoleden uzak kızılötesine kadar geniş bir aralığı içerir. Ancak lazer çıkışının lazer performansı göz önüne alındığında, kullanılan çalışma maddesine yönelik belirli gereksinimler vardır. Temel gereksinimler şunlardır:

(1) Düzgün optik özellikler, iyi optik şeffaflık ve istikrarlı performans;

(2) Nispeten uzun enerji seviyelerine sahip enerji seviyeleri (yarı kararlı enerji seviyeleri olarak adlandırılır);

(3) Nispeten yüksek kuantum verimliliğine sahiptir.

2. Pompalama kaynağı: Çalışma ortamındaki parçacık sayısını tersine çevirmek için, atom sistemini uyararak üst enerji seviyesindeki parçacık sayısını artıracak belirli bir yöntemin kullanılması gerekir. Genel olarak gaz deşarjı, elektriksel uyarım olarak adlandırılan orta atomları uyarmak için kinetik enerjiye sahip elektronları kullanmak için kullanılabilir; darbeli ışık kaynakları, ışık uyarımı adı verilen çalışma ortamını ışınlamak için de kullanılabilir; ayrıca termal uyarım, kimyasal uyarım vb. de vardır.

Çeşitli uyarma yöntemlerine görsel olarak pompalama veya pompalama adı verilir. Sürekli olarak lazer çıktısı elde etmek amacıyla, üst enerji seviyesinde alt enerji seviyesinden daha fazla parçacığı tutmak için sürekli olarak "pompalanması" gerekir.

3. Rezonans boşluğu: Uygun bir çalışma maddesi ve pompa kaynağı ile parçacık sayısının ters çevrilmesi gerçekleştirilebilir, ancak bu şekilde üretilen uyarılmış radyasyonun yoğunluğu pratikte uygulanamayacak kadar zayıftır. Bu yüzden insanlar amplifikasyon için optik rezonans boşluğu kullanmayı düşündüler.

Optik rezonans boşluğu olarak adlandırılan boşluk aslında lazerin iki ucuna yüz yüze monte edilen yüksek yansıtıcılığa sahip iki aynadır. Biri neredeyse tamamen yansıyor, biri çoğunlukla yansıyor ve az bir kısmı iletiliyor, böylece lazer bu aynadan yayılabilir.

Çalışma ortamına geri yansıyan ışık, yeni uyarılmış radyasyonu indüklemeye devam eder ve ışık güçlendirilir. Bu nedenle ışık, rezonans boşluğunda ileri geri salınarak çığ gibi büyüyen bir zincirleme reaksiyona neden olur ve yoğun ışık üretir.lazer ışığıKısmen yansıtan aynanın bir ucundan çıkan çıktıdır.