Изобразите на рисунке энергетическую трехуровневую систему, используемую в рубиновом лазере. Объясните принцип работы рубинового лазера

Атомы возбуждаются за счет поглощения света.

На рисунке 12.7 изображены три энергетических уровня.

Устройство рубинового лазера. Из кристалла рубина изготовляют стержень с плоскопараллельными торцами. Газоразрядная лампа, имеющая форму спирали (рис. 12.8), дает сине-зеленый свет. Кратковременный импульс тока от батареи конденсаторов емкостью в несколько тысяч микрофарад вызывает яркую вспышку лампы. Спустя малое время энергетический уровень 2 становится «перенаселенным». В результате самопроизвольных переходов 2 —> 1 начинают излучаться волны всевозможных направлений. Те из них, которые идут под углом к оси кристалла, выходят из него и не играют в дальнейших процессах никакой роли. Но волна, идущая вдоль оси кристалла, многократно отражается от его торцов. Она вызывает индуцированное излучение возбужденных ионов хрома и быстро усиливается.

Один из торцов рубинового стержня делают зеркальным, а другой — полупрозрачным. Через полупрозрачный торец выходит мощный кратковременный импульс красного света. Волна является когерентной.

 

 

25. Изобразите на рисунке энергетическую четырехуровневую систему, используемую в гелиевом лазере. Объясните принцип работы гелий-неонового лазера

Рассмотрим энергетическую схему уровней гелия и неона .Генерация происходит между уровнями неона, а гелий добавляется для осуществления процесса накачки. Как видно из рисунка, уровни 23S1 и 21S0гелия расположены, соответственно, близко к уровням 2s и 3s неона. Поскольку уровни гелия 23S1 и 21S0являются метастабильными, то при столкновении метастабильных возбужденных атомов гелия с атомами неона, произойдет резонансная передача энергии к атомам неона (соударения второго рода).

Таким образом, уровни 2s и 3s неона могут заселяться и, следовательно, с этих уровней может идет генерация.

 

Принцип работы

Рабочим телом гелий-неонового лазера служит смесь гелия и неона . Для возбуждения активной среды (накачки) используется высоковольтный выпрямитель с выходным напряжением в несколько тысяч вольт. Электрическое поле в газовой смеси создается с помощью специальных электродов. Между катодом и анодом на трубку накладывается напряжение в несколько кВ . В смеси гелия с неоном основным рабочим веществом являются атомы . В газовом разряде часть атомов переходит с основного уровня на долгоживущие возбужденные уровни и , которые состоят из нескольких подуровней. Инверсная заселенность создается большей заселенностью уровней и по сравнению с короткоживущим уровнем .

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: