ما الذي ينتج نبضات الضوء في الليزر؟

ما الذي ينتج نبضات الضوء في الليزر؟
Anonim

إجابة:

مطلوب الانبعاثات المنشطة المقترنة بانعكاس السكان لإنتاج نبضات الضوء في أشعة الليزر.

تفسير:

العملية:

أول من ذرات الغاز في الليزر متحمسون. تنبعث الإلكترونات تلقائي ا من الفوتونات وتنخفض إلى مستويات طاقة منخفضة.

في بعض الحالات ، سوف تجمع الإلكترونات في حالة تستغرق وقت ا طويلا نسبي ا حتى تنخفض منها. عندما يحدث هذا ، يمكن أن يكون هناك عدد أكبر من الإلكترونات في هذه الحالة المثيرة أكثر من الولايات السفلى. وهذا ما يسمى انعكاس السكان.

إذا كان للضوء طول موجي بحيث يمتلك الفوتون نفس الطاقة مثل فرق الطاقة بين هذه الحالة المفعمة بالعمر الطويل والحالة السفلية ، فيمكن أن يحفز الإلكترون على إصدار فوتون ويسقط من الحالة المثارة.

عندما يتم تحفيز الإلكترون للسقوط إلى حالة سفلية ، يتم إصدار الفوتون بنفس التردد والمرحلة والاستقطاب واتجاه السفر مثل الفوتون الذي حفزه. هذا هو المعروف باسم الانبعاث المحفزة. يوجد الآن فوتونان يمكنهما تحفيز الذرات الأخرى. يتم تحفيز الذرات الأخرى ثم Bam ، فهناك الكثير من الفوتونات في الطور بنفس الطول الموجي.

هذه هي الطريقة التي تنتج أشعة الليزر ضوء متماسك.

عندما يصطدم الفوتون الذي يحتوي على الطاقة المناسبة (طاقة تساوي الفارق بين الحالة الماثلة والدنيا) بالذرة ، فإنه يمكن أن يحفز الانبعاث ، ولكن يمكن أيض ا امتصاصه (الامتصاص المحف ز). احتمالية الاستيعاب تساوي احتمالية تحفيز الانبعاث.

وبالتالي،

الانبعاثات المنشطة تتناسب مع عدد الإلكترونات في الحالة المثارة.

الامتصاص المحفز يتناسب مع عدد الإلكترونات في الحالة السفلى.

انعكاس السكان ضروري. إذا كان هناك عدد أكبر من الإلكترونات في الحالة السفلية ، فستحدث عملية الامتصاص المحفزة في كثير من الأحيان أكثر من الانبعاثات المنبثقة وسنفد نفاد الفوتونات.

إذا كنت فضولي ا ، فسيتم استخدام معاملات Einstien A و B لوصف احتمال حدوث انبعاث تلقائي وتحفيز الانبعاثات / الامتصاص على التوالي.