Laser ba cấp là gì?

Một laser thường phát ra ánh sáng thông qua một loại khuếch đại.Các photon nguyên tử có thể được thao tác để tập trung năng lượng của ánh sáng vào một khu vực nhỏ, hoặc hướng nó qua khoảng cách lớn.Phương pháp trong đó năng lượng được hướng vào chùm sáng để khuếch đại nó được gọi là bơm và bơm laser thường kích thích các hạt vào trạng thái năng lượng cao hơn.Mỗi tiểu bang thường được gọi là một cấp độ;Ví dụ, một laser ba cấp có thể chỉ đạo ánh sáng trong ba giai đoạn khác nhau trước khi nó được phát ra.Một cấu hình như vậy thường được sử dụng để đảm bảo rằng chùm tia ở mức công suất mong muốn.

Năng lượng được sử dụng trong laser thường kích thích các hạt photon, nhưng cũng có thể có phản ứng ngược lại.Trong laser ba cấp, ánh sáng được chuyển từ trạng thái nghỉ ngơi sang mức năng lượng cao;Ở giai đoạn thứ hai, năng lượng này phân rã, nhưng không có hạt nào được phát ra dưới dạng bức xạ.Nói chung, không quá một nửa các hạt có đủ năng lượng trong quá trình này.Các kỹ sư đã thiết kế các hệ thống có thể khiến chúng trở nên tràn đầy năng lượng hơn mức cần thiết.Giai đoạn cuối cùng là việc kích hoạt chùm tia laser và năng lượng hạt giảm nhanh thường xảy ra khi các hạt được phát ra.

Sau khi chùm tia được bắn, thì mức năng lượng thường giảm xuống trạng thái thấp nhất.Do đó, trạng thái cơ bản của laser ba cấp được gọi là mức laser thấp hơn hoặc E1, thường là trạng thái hệ thống sau khi phát xạ xảy ra.Năng lượng thường được hướng đến mức E3 trực tiếp từ E1, trong khi mức laser trên, được gọi là E2, thường xảy ra ngay trước khi chùm tia được kích hoạt. Việc sử dụng một nửa số electron thường cần thêm năng lượng vào ba-Level laser.Phần lớn các chuyển đổi năng lượng sang trạng thái thấp hơn mà không phát ra ánh sáng hoặc bức xạ khác, thường được kích hoạt bằng cách vận chuyển năng lượng bởi các hạt gọi là photon mạng.Loại laser này, do đó, thường không hiệu quả như một số giống khác.Các trạng thái năng lượng ở mỗi cấp độ kéo dài cho các phân số của một giây, mặc dù có lợi nhuận và tổn thất đáng kể có thể xảy ra.Một hiện tượng khác thường xảy ra trong laser ba cấp là đảo ngược dân số, trong đó số lượng các hạt ở trạng thái năng lượng cao hơn lớn hơn so với các trạng thái thấp hơn.Sự khuếch đại của ánh sáng thường là kết quả.Tuy nhiên, các trạng thái năng lượng này đạt được chỉ trong một phần của các hạt trong loại laser này, do đó hiệu quả năng lượng đôi khi cần được giải quyết.