Apa yang menghasilkan pulsa cahaya pada laser?

Apa yang menghasilkan pulsa cahaya pada laser?
Anonim

Menjawab:

Emisi yang distimulasi berpasangan dengan inversi populasi diperlukan untuk menghasilkan pulsa cahaya pada laser.

Penjelasan:

Proses:

Pertama-tama atom-atom gas dalam laser bersemangat. Elektron secara spontan memancarkan foton dan jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah.

Dalam beberapa kasus, elektron akan terkumpul dalam keadaan yang membutuhkan waktu relatif lama untuk jatuh. Ketika ini terjadi akan ada lebih banyak elektron dalam keadaan tereksitasi daripada di negara-negara yang lebih rendah. Ini disebut inversi populasi.

Jika cahaya memiliki panjang gelombang sedemikian rupa sehingga foton memiliki energi yang sama dengan perbedaan energi antara keadaan tereksitasi berumur panjang dan keadaan lebih rendah, itu dapat merangsang elektron untuk memancarkan foton dan jatuh ke bawah dari keadaan tereksitasi.

Ketika elektron dirangsang untuk jatuh ke tingkat yang lebih rendah, foton dilepaskan dengan frekuensi, fase, polarisasi, dan arah perjalanan yang sama seperti foton yang menstimulasi itu. Ini dikenal sebagai emisi terstimulasi. Sekarang ada dua foton yang dapat merangsang atom lain. Atom-atom lain distimulasi dan kemudian Bam, ada banyak foton fase dengan panjang gelombang yang sama.

Ini adalah bagaimana laser menghasilkan cahaya yang masuk akal.

Ketika sebuah foton dengan energi yang tepat (energi yang sama dengan perbedaan antara keadaan tereksitasi dan yang lebih rendah) menyerang sebuah atom, ia dapat menstimulasi emisi, tetapi juga dapat diserap (stimulasi penyerapan). Kemungkinan diserap sama dengan kemungkinan merangsang emisi.

Karena itu, Emisi terstimulasi sebanding dengan jumlah elektron dalam keadaan tereksitasi.

Absorpsi yang distimulasi sebanding dengan jumlah elektron dalam keadaan lebih rendah.

Diperlukan inversi populasi. Jika ada lebih banyak elektron dalam keadaan terserap penyerapan yang lebih rendah akan terjadi lebih sering daripada emisi terstimulasi dan kita akan kehabisan foton.

Jika Anda penasaran, koefisien Einstien A dan B digunakan untuk menggambarkan kemungkinan emisi spontan dan stimulasi emisi / penyerapan masing-masing.