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. www.photonics-expo.ru

Основные компоненты лазера и процесс генерации излучения: www.photonics-expo.ru

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

Процесс генерации излучения: www.photonics-expo.ru

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

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