Как работает принцип работы лазера на индуцированном переходе атомов?

Принцип работы лазера основан на стимулированной эмиссии излучения, при котором создаётся узконаправленное и усиленное излучение света. 3

Основные компоненты лазера и процесс генерации излучения: 3

1. Активная среда. 3 Это вещество или материал, способный подвергаться стимулированной эмиссии и создавать фотоны. 3 Например, активная среда может быть кристаллом или газом. 3
2. Внешний источник возбуждения. 3 Он подаёт энергию в активную среду, вызывая переход её атомов на более высокие энергетические уровни. 3 При этом часть атомов остаётся на возбуждённых уровнях. 3
3. Резонатор. 3 Он состоит из двух зеркал, одно из которых полупрозрачное, а другое — полностью отражающее. 3 Резонатор предназначен для усиления и удержания световых волн внутри активной среды. 3

Процесс генерации излучения: 3

1. Насыщение активной среды. 3 Внешний источник возбуждения подаёт энергию в активную среду, вызывая переход её атомов на более высокие энергетические уровни. 3
2. Распространение фотонов. 3 Когда активированные атомы возвращаются на более низкие энергетические уровни, они испускают фотоны. 3 Эти фотоны затем сталкиваются с другими возбуждёнными атомами, вызывая их стимулированную эмиссию и создавая цепную реакцию. 3
3. Выход излучения через зеркала резонатора. 3 Фотоны, распространяющиеся внутри резонатора, усиливаются при прохождении через активную среду и отражаются между зеркалами. 3 При достижении определённого порогового значения интенсивности, часть фотонов проходит через полупрозрачное зеркало, образуя лазерный луч. 3

Таким образом, луч лазера генерируется в ходе согласованного сброса многих атомов с уровня на уровень. 1 Атомы при этом излучают синхронно, и волны, излучённые атомами, идентичны друг другу по частоте и фазе. 1