レーザーの中で何が光のパルスを生み出すのですか?

レーザーの中で何が光のパルスを生み出すのですか?
Anonim

回答:

反転分布と対になった誘導放出は、レーザーで光のパルスを生成するために必要です。

説明:

プロセス:

まず、レーザー内のガスの原子が励起されます。電子は自発的に光子を放出し、より低いエネルギーレベルに降下する。

場合によっては、電子は降下するのに比較的長い時間がかかる状態で集まる。これが起こると、この励起状態のほうが低い状態よりも多くの電子がある可能性があります。これは反転分布と呼ばれます。

光子がこの長寿命励起状態とより低い状態との間のエネルギー差と同じエネルギーを有するような波長を有する場合、それは電子を刺激して光子を放出させそして励起状態から落下させることができる。

電子がより低い状態に落ちるように刺激されると、光子はそれを刺激した光子と同じ周波数、位相、偏光、および進行方向で放出される。これは誘導放出として知られています。他の原子を刺激することができる2つの光子があります。他の原子が刺激され、次にBam、同じ波長を持つ同相の光子がたくさんあります。

これがレーザーがコヒーレント光を生成する方法です。

正しいエネルギー(励起状態と低位状態の差に等しいエネルギー)の光子が原子に衝突すると、それは放出を刺激することができますが、吸収されることもあります(誘導吸収)。吸収される可能性は、放出を刺激する可能性と同じです。

したがって、

誘導放出は、励起状態にある電子の数に比例します。

誘導吸収は、より低い状態にある電子の数に比例します。

反転分布が必要です。より低い状態でより多くの電子があると、誘導放出よりも誘導吸収がより頻繁に起こり、光子がなくなります。

あなたが興味を持っているならば、Einstien AとB係数はそれぞれ自然放出と誘導放出/吸収の可能性を記述するために使用されます。