लेजर स्रोत का सिद्धांत

1. उत्तेजित उत्सर्जन

एक लेजर स्रोत का मुख्य सिद्धांत पर निर्भर करता हैउत्तेजित उत्सर्जन, पहले अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा वर्णित एक प्रक्रिया . जब एक उच्च ऊर्जा स्तर में एक उत्साहित कण (परमाणु, आयन, या अणु) को ऊर्जा के स्तर के बीच अंतराल से मेल खाने वाले एक फोटॉन द्वारा गड़बड़ी की जाती है, तो यह एक दूसरा फोटॉन जारी करता है जो हैआवृत्ति, चरण और दिशा में समानआने वाले फोटॉन . के लिए यह सुसंगत प्रकाश प्रवर्धन बनाता है .

2. जनसंख्या उलटा

सहज उत्सर्जन पर हावी होने के लिए उत्तेजित उत्सर्जन के लिए (जो गैर-सुसंगत प्रकाश का उत्पादन करता है), एजनसंख्या उलटाप्राप्त किया जाना चाहिए . का मतलब है कि उच्च ऊर्जा स्तर में कणों की संख्या कम ऊर्जा स्तर . एक बाहरी ऊर्जा स्रोत (e . g ., ऑप्टिकल पंपिंग, विद्युत निर्वहन) को प्राप्त करने के लिए है, जो इस गैर-समतुल्य राज्य को प्राप्त करने के लिए "पंप)" पंप "ऊर्जा में अधिक है।

3. ऑप्टिकल रेज़ोनेटर (गुहा)

दर्पणों की एक जोड़ी (एक पूरी तरह से चिंतनशील, एक आंशिक रूप से चिंतनशील) ऑप्टिकल गुंजयमानता बनाता है, जो: जो:

कई पास . के माध्यम से लाभ माध्यम के माध्यम से बार -बार प्रकाश को बढ़ाने के लिए प्रतिक्रिया प्रदान करता है

गुहा की धुरी के साथ यात्रा करने वाले फोटॉनों के लिए चयन करता है, बीम कोलाइमेशन (दिशात्मकता) को बढ़ाता है .

रचनात्मक हस्तक्षेप का समर्थन करता है, विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर गुंजयमान प्रवर्धन के लिए अग्रणी .

4. लेजर जनरेशन प्रक्रिया

पम्पिंग: पंप स्रोत से ऊर्जा लाभ के माध्यम में कणों को उच्च ऊर्जा स्तरों . में उत्साहित करती है

स्वत: उत्सर्जन: कुछ कण निचले स्तरों पर लौटते हैं, यादृच्छिक फोटॉनों का उत्सर्जन करते हैं .

उत्तेजित उत्सर्जन: संरेखित फोटॉन (गुंजयमान से) अधिक कणों को सुसंगत रूप से उत्सर्जित करने के लिए प्रेरित करते हैं, प्रकाश को बढ़ाते हैं .

गुंजयमान दोलन: प्रवर्धित प्रकाश दर्पणों के बीच उछलता है, तीव्रता में बढ़ता है जब तक कि यह एक केंद्रित लेजर बीम . के रूप में आंशिक रूप से चिंतनशील दर्पण के माध्यम से बाहर नहीं निकलता है

प्रमुख समीकरण/सिद्धांत

आइंस्टीन गुणांक: उत्तेजित उत्सर्जन, सहज उत्सर्जन, और अवशोषण . की दरों का वर्णन करें

गौसियन बीम थ्योरी: कम विचलन . द्वारा विशेषता लेजर बीम का प्रसार,

मध्यम गुण प्राप्त करें: लाभ माध्यम की ऊर्जा स्तर संरचना (e . g ., ठोस, गैस, अर्धचालक) लेजर की आउटपुट तरंग दैर्ध्य और दक्षता . निर्धारित करती है

सारांश में, एक लेजर स्रोत एक अत्यधिक सुसंगत, दिशात्मक और मोनोक्रोमैटिक लाइट बीम को उत्पन्न करने के लिए उत्सर्जन, जनसंख्या उलटा, और ऑप्टिकल अनुनाद को उत्तेजित करता है, इसे पारंपरिक प्रकाश स्रोतों से अलग करता है जो सहज उत्सर्जन . पर भरोसा करते हैं।

-- रेथर लेजर ब्रेन --