Принцип рада ласерског пумпања

Принцип радаlасер пумпинг

Енергија се апсорбује у медијуму, стварајући побуђена стања у атомима. Популациона инверзија се постиже када број честица у побуђеном стању премашује број честица у основном стању или мање побуђеним стањима. У овом случају може настати механизам стимулисане емисије и медијум се може користити као ласерско или оптичко појачало.

Снага пумпе мора бити изнад прага ласера. Енергија пумпе се обично обезбеђује у облику светлости или електричне струје, али су коришћени и егзотичнији извори као што су хемијске или нуклеарне реакције.

Проширене информације

Ласерска производњаУслови:

1. Медијум за појачање: За генерисање ласера, мора се изабрати одговарајућа радна супстанца, која може бити гас, течност или чврста. У овом медијуму се може постићи инверзија популације како би се створили неопходни услови за ласерско деловање.

Очигледно, постојање нивоа енергије метастабилног стања је веома корисно за реализацију инверзије броја честица. Постоји скоро хиљаду врста радних медија, а таласне дужине ласера ​​које се могу генерисати укључују широк опсег од вакуумског ултраљубичастог до далеког инфрацрвеног. Међутим, с обзиром на ласерске перформансе ласерског излаза, постоје одређени захтеви за радну супстанцу која се користи. Основни захтеви су

(1) Уједначена оптичка својства, добра оптичка транспарентност и стабилне перформансе;

(2) Енергетски нивои са релативно дугим нивоима енергије (звани метастабилни енергетски нивои);

(3) Има релативно високу квантну ефикасност.

2. Извор пумпања: Да би се обрнуо број честица у радном медију, мора се користити одређена метода да се стимулише атомски систем да повећа број честица у горњем енергетском нивоу. Генерално, гасно пражњење се може користити за коришћење електрона са кинетичком енергијом за побуђивање атома у средини, што се назива електричном побудом; импулсни извори светлости могу се користити и за озрачивање радног медија, што се назива светлосна побуда; постоје и термичка побуда, хемијска побуда итд.

Различите методе побуде се визуелно називају пумпањем или пумпањем. Да би се континуирано добијао ласерски излаз, мора се непрекидно „пумпати“ да би се одржало више честица на горњем енергетском нивоу него на доњем енергетском нивоу.

3. Резонантна шупљина: Са одговарајућом радном супстанцом и извором пумпе може се реализовати инверзија броја честица, али је интензитет стимулисаног зрачења произведеног на овај начин преслаб да би се могао практично применити. Зато су људи размишљали да користе оптичку резонантну шупљину за појачање.

Такозвана оптичка резонантна шупљина је заправо два огледала са високом рефлексијом постављена на два краја ласера ​​лицем у лице. Један се скоро потпуно рефлектује, а један се углавном рефлектује и мала количина се преноси, тако да се ласер може емитовати кроз ово огледало.

Светлост која се рефлектује назад у радни медијум наставља да индукује ново стимулисано зрачење, а светлост се појачава. Према томе, светлост осцилује напред-назад у резонантној шупљини, изазивајући ланчану реакцију, која се појачава попут лавине и производи интензивнуЛасерско светло, који излази са једног краја делимично рефлектованог огледала.