หลักการทำงานของการปั๊มด้วยเลเซอร์

หลักการทำงานของlการสูบน้ำแบบ aser

พลังงานถูกดูดซับในตัวกลาง ทำให้เกิดสภาวะตื่นเต้นในอะตอม การผกผันของประชากรจะเกิดขึ้นได้เมื่อจำนวนอนุภาคในสถานะตื่นเต้นเกินจำนวนอนุภาคในสถานะพื้นดินหรือในสถานะตื่นเต้นน้อยกว่า ในกรณีนี้ อาจเกิดกลไกการกระตุ้นการปล่อยก๊าซได้ และตัวกลางสามารถใช้เป็นเครื่องขยายสัญญาณแบบเลเซอร์หรือออปติคัลได้

กำลังของปั๊มจะต้องสูงกว่าเกณฑ์การเลเซอร์ของเลเซอร์ โดยปกติพลังงานของปั๊มจะอยู่ในรูปของแสงหรือกระแสไฟฟ้า แต่มีการใช้แหล่งที่แปลกใหม่ เช่น ปฏิกิริยาเคมีหรือนิวเคลียร์

ข้อมูลขยาย

การผลิตเลเซอร์เงื่อนไข:

1. ตัวกลางเกน: สำหรับการสร้างเลเซอร์ ต้องเลือกสารทำงานที่เหมาะสม ซึ่งอาจเป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง การผกผันของประชากรสามารถทำได้ในตัวกลางนี้เพื่อสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการปล่อย

เห็นได้ชัดว่าการมีอยู่ของระดับพลังงานสถานะที่แพร่กระจายได้นั้นมีประโยชน์อย่างมากในการตระหนักถึงการผกผันของจำนวนอนุภาค มีสื่อการทำงานเกือบพันชนิด และความยาวคลื่นเลเซอร์ที่สามารถสร้างได้นั้นมีช่วงกว้างตั้งแต่อัลตราไวโอเลตสุญญากาศไปจนถึงอินฟราเรดไกล อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงประสิทธิภาพเลเซอร์ของเอาต์พุตเลเซอร์แล้ว มีข้อกำหนดบางประการสำหรับสารทำงานที่ใช้ ข้อกำหนดพื้นฐานคือ

(1) คุณสมบัติทางแสงที่สม่ำเสมอ ความโปร่งใสทางแสงที่ดีและประสิทธิภาพที่มั่นคง

(2) ระดับพลังงานที่มีระดับพลังงานค่อนข้างยาว (เรียกว่าระดับพลังงานที่สามารถแพร่กระจายได้)

(3) มีประสิทธิภาพควอนตัมค่อนข้างสูง

2. แหล่งปั๊ม: ในการกลับจำนวนอนุภาคในตัวกลางทำงาน ต้องใช้วิธีบางอย่างในการกระตุ้นระบบอะตอมเพื่อเพิ่มจำนวนอนุภาคในระดับพลังงานด้านบน โดยทั่วไปการปล่อยก๊าซสามารถใช้อิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์เพื่อกระตุ้นอะตอมขนาดกลางซึ่งเรียกว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า แหล่งกำเนิดแสงพัลส์สามารถใช้เพื่อฉายรังสีสื่อการทำงานซึ่งเรียกว่าการกระตุ้นด้วยแสง นอกจากนี้ยังมีการกระตุ้นด้วยความร้อน การกระตุ้นด้วยสารเคมี ฯลฯ

วิธีการกระตุ้นต่าง ๆ เรียกว่าการสูบน้ำหรือการสูบน้ำทางสายตา เพื่อให้ได้เอาต์พุตเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง จะต้อง "ปั๊ม" อย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาอนุภาคในระดับพลังงานด้านบนให้มากกว่าในระดับพลังงานด้านล่าง

3. ช่องเรโซแนนซ์: ด้วยสารทำงานที่เหมาะสมและแหล่งกำเนิดปั๊ม จึงสามารถทราบการผกผันของจำนวนอนุภาคได้ แต่ความเข้มของรังสีกระตุ้นที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้อ่อนเกินกว่าจะนำไปใช้ได้จริง ดังนั้นผู้คนจึงคิดว่าการใช้ช่องเรโซแนนซ์เชิงแสงเพื่อขยายสัญญาณ

สิ่งที่เรียกว่าช่องเรโซแนนซ์แบบออพติคอลนั้นแท้จริงแล้วคือกระจกสองตัวที่มีการสะท้อนแสงสูงซึ่งติดตั้งอยู่ที่ปลายทั้งสองของเลเซอร์แบบหันหน้าเข้าหากัน ชิ้นหนึ่งสะท้อนแสงเกือบทั้งหมด และอีกชิ้นสะท้อนแสงเป็นส่วนใหญ่และมีการส่งผ่านปริมาณเล็กน้อย เพื่อให้สามารถปล่อยเลเซอร์ผ่านกระจกนี้ได้

แสงที่สะท้อนกลับไปยังตัวกลางทำงานยังคงกระตุ้นให้เกิดรังสีกระตุ้นใหม่ และแสงก็ถูกขยาย ดังนั้นแสงจึงแกว่งไปมาในช่องเรโซแนนซ์ ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ซึ่งขยายออกไปเหมือนหิมะถล่ม และก่อให้เกิดความรุนแรงแสงเลเซอร์ซึ่งส่งออกจากปลายด้านหนึ่งของกระจกสะท้อนแสงบางส่วน