Què produeix els polsos de llum en els làsers?

Què produeix els polsos de llum en els làsers?
Anonim

Resposta:

Es requereix una emissió estimulada emparellada amb una inversió de població per produir els polsos de llum en els làsers.

Explicació:

El procés de:

Primerament, els àtoms del gas del làser estan excitats. Els electrons emeten espontàniament fotons i cauen a nivells energètics més baixos.

En alguns casos, els electrons es recolliran en un estat que triga un temps relativament llarg. Quan això succeeix, hi pot haver més electrons en aquest estat excitat que als estats inferiors. Es diu inversió de població.

Si la llum té una longitud d’ona tal que un fotó tingui la mateixa energia que la diferència d’energia entre aquest estat excitat de llarga vida i un estat inferior, pot estimular l’electró per emetre un fotó i desplegar-se des de l’estat excitat.

Quan s’aconsegueix que l’electró caigui a un estat inferior, s’allibera un fotó amb la mateixa freqüència, fase, polarització i direcció del viatge que el fotó que el va estimular. Es coneix com emissió estimulada. Ara hi ha dos fotons que poden estimular altres àtoms. Es estimulen altres àtoms i després Bam, hi ha molts fotons en fase amb la mateixa longitud d’ona.

Així és com els làsers produeixen una llum coherent.

Quan un fotó amb l'energia correcta (energia igual a la diferència entre l'estat excitat i inferior) aconsegueix un àtom, pot estimular l'emissió, però també pot ser absorbida (absorció estimulada). La probabilitat d’absorció és igual a la probabilitat d’emissió estimulant.

Per tant, L’emissió estimulada és proporcional al nombre d’electrons en l’estat excitat.

L'absorció estimulada és proporcional al nombre d'electrons en l'estat inferior.

Cal una inversió de població. Si hi hagués més electrons a l'estat inferior, l’absorció estimulada passaria més sovint que l'emissió estimulada i ens quedaríem sense fotons.

Si esteu curiosos, els coeficients Einstien A i B s’utilitzen per descriure la probabilitat d’una emissió espontània i emissió / absorció estimulada respectivament.