Лазер работает на принципе индуцированного излучения. Допустим, что на атом падает фотон $\hbar\omega=\varepsilon_2-\varepsilon_1$ . Если атом находится на верхнем уровне 2, то может произойти вынужденный переход на уровень 1 с испусканием второго фотона. Вместо одного фотона получаем два тождественных фотона.

Можно искусственно получить термодинамически неравновесную среду, у которой выполняются соотношение $N_2>N_1$ . Такая среда называется активной или средой с инверсной заселенностью. Для усиления падающего излучения необходимо, чтобы среда, в которой волна распространяется, была активной.

Усиление света в активной среде идет лавинообразно.

Чтобы активное вещество превратить в генератор световых колебаний, надо осуществить обратную связь. Необходимо, чтобы часть излученного света всегда находилась в зоне активного вещества. Для этого активное вещество помещают между двумя параллельными зеркалами. Получается открытый резонатор, представляющий в сущности интерферометр Фабри-Перо, только заполненный активной средой.

Такой резонатор также будет коллимировать и монохроматизировать свет.

Конечно строго параллельные лучи получить нельзя. Этому препятствует дифракция света. Минимальный угол расхождения

$d\theta\approx \lambda/D$ ,

где $D$ - ширина пучка.

Ширина спектральной линии, усиливаемой лазером, будет

$\delta\lambda=|\lambda-\lambda'| \approx \lambda/(Nm)$

где $2L=m\lambda$ .

Сказать "Спасибо"

Принцип работы лазера.

Комментарии