Lézerek működése ─ Szilárdtestlézer másolata
A LASER betűszó az angol Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation kifejezés kezdőbetűiből származik. Jelentése fényerősítés indukált emisszió útján.
A szimulációban a szilárdtest-lézerek működésével ismerkedhetsz meg a rubinlézer esetén.
1. feladat
Figyeld meg a rubinlézer energiaállapotait! Mit mondhatunk el az egyes állapotok energiaszélességéről és élettartamáról (adott állapotban való átlagos tartózkodási idejéről)?
Segítség: A Heisenberg-féle határozatlansági reláció az energiaszélesség () és az élettartam () között fordított arányosságot mond ki
2. feladat
Hogyan hozható létre a gerjesztett állapot?
3. feladat
Nyomd meg a „Gerjesztés” feliratú gombot! Figyeld meg mi történik a gerjesztett atomokkal!
a) Mit jelent a spontán emisszió kifejezés?
b) Miért maradnak az atomok a 2-es energiaállapotban?
c) Miért nem képesek interferálni a spontán emisszió során kibocsájtott fotonok?
4. feladat
Ismételd meg a gerjesztést, ameddig lehet, és figyeld meg mi történik a metastabil állapotban lévő atomokkal!
a) Mit jelent a populációinverzió kifejezés?
b) Miért van szükség az indukált emisszió bekövetkezéséhez populációinverzióra?
c) Milyen energiájú foton idézheti elő az indukált emissziót?
5. feladat
Figyeld meg a metastabil állapotból alapállapotba történő átmenet során keletkezett fotonokat!
a) Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek?
b) Hogyan biztosítja a folyamat az erősítést?
6. feladat
Miért nem közvetlenül a metastabil állapotba történik a gerjesztés? Miért van szükség a köztes instabil állapotokra?
7. feladat
Nézz utána, hogyan hoznak létre több energiaszintű lézereket!