Wat is een laser op drie niveaus?

Een laser stoot over het algemeen licht uit door een type versterking.Atomische fotonen kunnen worden gemanipuleerd om de energie van licht in een klein gebied te concentreren of over grote afstanden te leiden.De methode waarin energie in de lichtstraal wordt gericht om te versterken, wordt pompen genoemd, en een laserpomp stimuleert typisch deeltjes in een hogere energietoestand.Elke staat wordt vaak een niveau genoemd;Een laser op drie niveaus kan bijvoorbeeld licht richten in drie verschillende fasen voordat deze wordt uitgestoten.Een dergelijke configuratie wordt vaak gebruikt om ervoor te zorgen dat de straal zich op het gewenste vermogensniveau bevindt.

De energie die wordt gebruikt in een laser boeit meestal de fotonendeeltjes, maar kan ook de tegenovergestelde reactie hebben.In een laser op drie niveaus wordt het licht van een rusttoestand overgebracht naar een hoog energieniveau;In de tweede fase vervalt deze energie, maar er worden geen deeltjes uitgestoten als straling.Over het algemeen heeft niet meer dan de helft van de deeltjes voldoende energie in dit proces.Ingenieurs hebben systemen ontworpen die ervoor kunnen zorgen dat ze energieker zijn dan nodig.De uiteindelijke fase is de activering van de laserstraal en een snelle daling van deeltjesergie vindt typisch plaats als de deeltjes worden uitgestoten.

Nadat de straal is afgevuurd, neemt het energieniveau normaal gesproken af tot de laagste toestand.De grondtoestand van een laser op drie niveaus wordt daarom het lagere laseriveau of E1 genoemd, dat meestal ook de systeemstatus is na emissie.Energie wordt vaak rechtstreeks naar het E3 -niveau gericht vanaf E1, terwijl het bovenste laseriveau, E2 genoemd, meestal optreedt net voordat de straal wordt geactiveerd.

Het gebruik van slechts de helft van de elektronen vereist in het algemeen dat meer vermogen aan de drie wordt toegevoegd-niveau laser.Veel van de energieovergangen naar een lagere toestand zonder licht of andere straling uit te zenden, wat in het algemeen mogelijk wordt gemaakt door het transport van energie door deeltjes die roosterfotonen worden genoemd.Dit type laser is daarom meestal niet zo efficiënt als sommige andere variëteiten.

Energietoestanden op elk niveau duren voor fracties van een seconde, ondanks de substantiële winst en verliezen die kunnen optreden.Een ander fenomeen dat vaak voorkomt in een laser op drie niveaus is een populatie-inversie, waarbij de hoeveelheid deeltjes in een hogere energietoestand groter is dan die in lagere toestanden.Versterking van licht is meestal het resultaat.Deze energietoestanden worden echter bereikt in slechts een deel van de deeltjes in dit type laser, dus energie -efficiëntie moet soms worden aangepakt.