P1020821

Las er We I

/\=: 63Z_{ 8 n no

"-E_x    Mtttłti -E_x

¹***^ł*—Eg -“-E₀

a)    b)

wiązka

laserowa

l

O rura do wyładowań q

Rys. 41.20. a) Równowagowy rozkład obsadzeń stanu podstawowego £o i stanu wzbudzonego E_x% ustalający się w wyniku zderzeń termicznych, b) Inwersja obsadzeń uzyskiwana specjalnymi metodami. Takie odwrócenie obsadzeń jest kluczowe dla akcji laserowej

Z*

(częściowo

przepusz

czalne)

stan

metatrwaly

20-

15

► VV>

^: te

pjo

'wzbudzenie

wwyniku

zderzeń

.

zderzenia'^ :• He-Ne "

i

Ei

Ei

szybka

ćleekscytacja

światło laserowe (632,8 nm)

Rys. 41.21. Budowa gazowego lasera helowo-neonowego. Przyłożone napięcie V powoduje przepływ elektronów przez rurę do wyładowań wypełnioną mieszaniną gazowego helu i neonu. Elektrony zderzają się z atomami helu, które następnie zderzają się z atomami neonu emitującymi światło w całej długości rury. Światło to przechodzi przez przepuszczalne okienka O i odbija się od zwierciadeł Z\ i Z2, przechodząc tam i z powrotem, i powodując silniejszą emisję światła przez atomy neonu. Część światła wydostaje się przez zwierciadło Z2, tworząc wiązkę laserową

10

li

fas

m

*S\

r-U

I

t#&;-

&
	P
	t w
	ŁWi
	m	fi
f%	5rr ^1

stany atomu neonu

Eq

stany atomu helu

wspólny stan podstawowy

Rys. 41.22. Cztery poziomy energetyczne atomów helu i neonu, kluczowe dla działania lasera helowo-neonowego. Akcja laserowa zachodzi pomiędzy poziomami neonu £2 i £1, gdy na poziomie £2 znajduje się więcej atomów niż na poziomie E\

Rys. 41.19. Oddziaływanie promieniowania i materii w procesach a) absorpcji, b) emisji spontanicznej, c) emisji wymuszonej. Atom (materia) przedstawiony jako czerwona kropka może się znajdować albo w stanie kwantowym o niższej energii £0, albo w stanie kwantowym o wyższej energii E_x. W procesie (a) atom pochłania z fali świetlnej foton o energii hv. W procesie (b) atom emituje spontanicznie foton o energii hv. W procesie (c) światło o energii fotonów hv wymusza emisję fotonu o tej samej energii, zwiększając tym samym energię niesioną przez falę świetlną

przed    proces

po

-£_x hv

^wymuszon^jy

promieniowanie materia

—£₀^VM^

materia promieniowanie