مفاهیم مقدماتی فیزیک لیزر

در این فصل مقدماتی ، فرایندهای اساسی و ایده های اصلی عمل لیزر به روشی بسیار ساده معرفی شده اند. در مورد خصوصیات پرتوهای لیزر نیز به طور مختصر بحث شده است. بنابراین هدف اصلی این فصل آشنایی خواننده با بسیاری از مفاهیمی است که بعداً در کتاب مورد بحث قرار خواهد گرفت و بنابراین به خواننده کمک می کند تا از ساختار منطقی کتاب قدردانی کند.

 

پمپاژ نوری

پمپاژ نوری

پمپاژ نوری فرآیندی است که در آن از نور برای افزایش الکترون از سطح انرژی پایین تر در یک اتم یا مولکول به یک واحد بالاتر استفاده می شود. معمولاً در ساخت لیزر ، برای پمپاژ محیط فعال لیزر ، جهت دستیابی به وارونگی جمعیت ، استفاده می شود.

روش های دستیابی به وارونگی جمعیت

روش های دستیابی به وارونگی جمعیت

لیزر

روش های دستیابی به وارونگی جمعیت

در شرایط عادی ، الکترونهای بیشتری نسبت به حالت انرژی بالاتر ، در انرژی کمتری قرار دارند. وارونگی جمعیت فرآیندی است برای دستیابی به الکترونهای بیشتر در حالت انرژی بالاتر از حالت انرژی پایین.

واژه نامه فیزیک لیزر

فوتون

حداقل مقدار انرژی نوری که می تواند مبادله شود ، کوانتوم نور یا فوتون نامیده می شود.

نور قطبی شده

اگر نور جهت بردار E غالب باشد ، می گوییم نور قطبی است. نور طبیعی قطبی نیست ، در حالی که پرتو لیزر قطبی است. قطبش را می توان با قطبش ایجاد و تنظیم کرد. 

واژه نامه فیزیک لیزر

جذب تابش

دریافت تابش الکترومغناطیسی با تعامل با ماده ، و تبدیل آن به شکل دیگر که معمولاً گرما است. فرآیند جذب به طول موج تابش الکترومغناطیسی و به ماده جاذب بستگی دارد. 

وارونگی جمعیت

1 توزیع و تعادل گرمایی بولتزمن

2 برهم کنش نور با ماده

2.1 جذب

2.2 انتشار خود به خود

2.3 انتشار تحریک شده

3 قانون انتخاب

4 ایجاد وارونگی جمعیت

4.1 لیزر سه سطح

4.2 لیزر چهار سطح

5 روش های دیگر ایجاد وارونگی جمعیت

وارونگی جمعیت

در علم ، به طور خاص مکانیک آماری ، وارونگی جمعیت در حالی اتفاق می افتد که یک سیستم (مانند گروهی از اتم ها یا مولکول ها) در حالتی وجود دارد که اعضای بیشتری از سیستم در حالت های بالاتر و برانگیخته هستند تا در انرژی های پایین و غیرتحریک شده. این "وارونگی" نامیده می شود زیرا در بسیاری از سیستمهای فیزیکی آشنا و معمولاً روبرو می شود ، این امکان پذیر نیست. این مفهوم در علم لیزر از اهمیت اساسی برخوردار است زیرا تولید وارونگی جمعیت ، گام ضروری در عملکرد لیزر استاندارد است.

وارونگی جمعیت

بنابراین ، برای دستیابی به وارونگی جمعیت ، به 3 حالت انرژی یا بیشتر نیاز داریم. هرچه تعداد حالت های انرژی بیشتر باشد ، افزایش نوری نیز بیشتر است.

مواد خاصی وجود دارد که الکترونها یکبار در آنها برانگیخته می شوند. آنها مدت طولانی تری در سطح انرژی بالاتر یا حالت هیجان زده باقی می مانند. چنین سیستمهایی را سیستمهای فعال یا محیطهای فعال می نامند که بطور کلی آمیزه ای از عناصر مختلف هستند.

وارونگی جمعیت

لیزر

وارونگی جمعیت

وارونگی جمعیت روند دستیابی به جمعیت بیشتر در حالت انرژی بالاتر در مقایسه با حالت انرژی پایین است. از روش وارون سازی جمعیت به طور عمده برای تقویت نور استفاده می شود. وارون سازی جمعیت برای انجام لیزر مورد نیاز است.

واژه نامه فیزیک لیزر

کلید واژه ها

انتشار خود به خودی

  سیستم اتمی

عمل لیزر

  انتقال اتمی

  وارونگی جمعیت