Metodi per ottenere una popolazione …

Metodi per ottenere una popolazione ...

Figura 3: Azione Laser tra i livelli 2 e 1.

popolazione Inversion

Figura 4: Un sistema a quattro livelli laser

Multi-livello di sistema

Figura 5: I livelli di energia a He-Ne laser.

Per questo motivo, in collisioni tra gli atomi di elio eccitati e atomi neon stato fondamentale, c’è un’alta probabilità che gli atomi di neon saranno eccitati a questi livelli, gli atomi di elio riconfluiscono stato fondamentale. Le regole di selezione consentono transizioni al neon inferiori sdraiato 3p e 4p livelli. Inoltre, i tempi di vita del 4S e 5S livelli di neon sono dell’ordine 10 -7 S che è circa dieci volte più a lungo rispetto alle vite del 3p e 4p livelli. La miscela di He-Ne costituisce un sistema a quattro livelli, che può mostrare l’azione laser tra il 4S o 5S livelli e il 3p e 4p livelli di neon. Ciascuno dei livelli di neon vari sotto-livelli, e su varie transizioni possibili più forti sono

  • tra il 5S e 4p a livelli;
  • tra il 5S e 3p a livelli;
  • tra il 4S e 3p livelli a.

La lunghezza d’onda della luce generata in un laser He-Ne dipende dalla riflettività degli specchi tra cui è posto il gas, fig.6. L’oscillazione si svolgerà alla lunghezza d’onda per la quale questo riflettività è un massimo. Un gran numero di sistemi possono essere concepite per mostrare maser o laser azione, in qualche regione desiderata dello spettro.

Figura: Rappresentazione schematica di un laser He-Ne. Notare le estremità del tubo di vetro contenente il gas sono inclinate ad un angolo di Brewster. L’onda con il vettore di polarizzazione del luogo di incidenza è poi trasmesso attraverso le estremità dei tubi e th senza riflessione parziale e il fascio di uscita viene quindi polarizzato in questo piano.

Tre sistemi di livello

Nota anche che l’amplificazione non può essere ottenere con solo due livelli, perché un tale sistema non può sostenere una inversione di popolazione. Al massimo, estremamente intensa pompaggio ottico possiamo aumentare la popolazione dello stato superiore in un sistema a due livelli fino a coincidere la popolazione dello stato inferiore. Ulteriori pompaggio serve solo per eccitare come molte transizioni verso il basso come transizioni verso l’alto, poiché la probabilità di assorbimento è uguale alla alla probabilità di emissione stimolata per un dato transizione. Per una inversione di popolazione da produrre, assorbimento di energia deve avvenire per una transizione diversa dalla transizione subendo stimulated- così la necessità per almeno un sistema a tre livelli:

Figura: Modalità di cavità laser. (A) modalità longitudinali hanno. dove m è un numero intero, è il materiale di lunghezza d’onda del laser, e L è la distanza tra i due specchi. (B) le modalità con componenti trasversali possono uscire se entrambe le estremità e sui lati del laser sono fatte riflettente. Le frecce mostrano la direzione di propagazione dei raggi luminosi.

Queste tre caratteristiche di laser portano a diverse caratteristiche uniche di luce laser che lo rendono molto più potente strumento tecnologico di luce da fonti ordinarie. Queste caratteristiche uniche sono alti monocromaticità, forte intensità, coerenza speciale e divergenza luce anabbagliante.

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