O que produz pulsos de luz nos lasers?

O que produz pulsos de luz nos lasers?
Anonim

Responda:

Emissão estimulada emparelhada com uma inversão de população é necessária para produzir os pulsos de luz em lasers.

Explicação:

O processo:

Primeiro os átomos do gás no laser estão excitados. Os elétrons emitem fótons espontaneamente e diminuem para níveis mais baixos de energia.

Em alguns casos, os elétrons se acumulam em um estado que leva um tempo relativamente longo para cair. Quando isso acontece, pode haver mais elétrons nesse estado excitado do que nos estados inferiores. Isso é chamado de inversão de população.

Se a luz tiver um comprimento de onda tal que um fóton tenha a mesma energia que a diferença de energia entre esse estado excitado de vida longa e um estado inferior, ele pode estimular o elétron a emitir um fóton e descer do estado excitado.

Quando o elétron é estimulado a cair para um estado mais baixo, um fóton é liberado com a mesma freqüência, fase, polarização e direção de deslocamento que o fóton que o estimulou. Isso é conhecido como emissão estimulada. Existem agora dois fótons que podem estimular outros átomos. Outros átomos são estimulados e então Bam, existem muitos fótons em fase com o mesmo comprimento de onda.

É assim que os lasers produzem luz coerente.

Quando um fóton com a energia certa (energia igual à diferença entre o estado excitado e o estado inferior) atingir um átomo, ele pode estimular a emissão, mas também pode ser absorvido (absorção estimulada). A probabilidade de ser absorvido é igual à probabilidade de estimular a emissão.

Assim sendo, A emissão estimulada é proporcional ao número de elétrons no estado excitado.

A absorção estimulada é proporcional ao número de elétrons no estado inferior.

Uma inversão de população é necessária. Se houvesse mais elétrons no estado mais baixo, a absorção estimulada aconteceria com mais frequência do que a emissão estimulada e ficaríamos sem fótons.

Se você está curioso, os coeficientes Einstien A e B são usados para descrever a probabilidade de emissão espontânea e emissão / absorção estimulada, respectivamente.