レーザーポンピングの動作原理

の動作原理lアサーポンピング

エネルギーが媒体に吸収され、原子に励起状態が生成されます。反転分布は、励起状態にある粒子の数が基底状態またはそれほど励起状態にない粒子の数を超えるときに達成されます。この場合、誘導放出のメカニズムが発生し、媒体をレーザーまたは光増幅器として使用することができます。

ポンプパワーはレーザーの発振閾値を超える必要があります。ポンプ エネルギーは通常、光または電流の形で提供されますが、化学反応や核反応などのより特殊なエネルギー源も使用されています。

拡張情報

レーザー生産条件：

1. 利得媒体: レーザー生成には、気体、液体、固体など、適切な作動物質を選択する必要があります。この媒体では反転分布を達成して、レーザー発振に必要な条件を作り出すことができます。

明らかに、準安定状態のエネルギー準位の存在は、粒子数の逆転を実現するのに非常に有益です。作動媒体は千種類近くあり、発生できるレーザー波長は真空紫外から遠赤外まで広範囲に及びます。ただし、レーザー出力のレーザー性能を考慮すると、使用する加工物質には一定の要件があります。基本的な要件は次のとおりです

(1) 均一な光学特性、良好な光透過性、および安定した性能。

（２）比較的長いエネルギー準位を有するエネルギー準位（準安定エネルギー準位と呼ばれる）。

(3) 量子効率が比較的高い。

2. ポンプ源: 作動媒体内の粒子の数を逆転させるには、特定の方法を使用して原子系を刺激し、上部エネルギー準位内の粒子の数を増加させる必要があります。一般に、ガス放電は、運動エネルギーを持つ電子を使用して媒体原子を励起するために使用できます。これは電気励起と呼ばれます。パルス光源を使用して作動媒体を照射することもできます。これは光励起と呼ばれます。熱励起、化学励起などもあります。

さまざまな励起方法は、視覚的にはポンピングまたはポンピングと呼ばれます。レーザー出力を継続的に得るには、より多くの粒子を下位エネルギー レベルよりも上位エネルギー レベルに維持するために継続的に「ポンピング」する必要があります。

3. 共鳴空洞: 適切な作動物質とポンプ源を使用すると、粒子数の反転を実現できますが、この方法で生成される誘導放射線の強度は弱すぎて実際に適用できません。そこで人々は光共振空洞を使って増幅することを考えました。

いわゆる光空洞共振器は、実際には、レーザーの両端に向かい合って取り付けられた高反射率の 2 つのミラーです。 1 つはほぼ全反射し、もう 1 つは大部分が反射され、少量が透過されるため、このミラーを通してレーザーが放射されます。

作動媒体に反射して戻ってきた光は新たな誘導放射を誘発し続け、光は増幅されます。したがって、光は共振空洞内で前後に振動し、連鎖反応を引き起こし、それが雪崩のように増幅され、強力な光が生成されます。レーザー光、部分反射ミラーの一端から出力される。