O le Tupuaga o Lasers

O le Tupuaga o Lasers
O le gaosiga o lasers na fautuaina e Einstein i le 1916 faatasi ai ma lana aʻoaʻoga o le "spontaneous and stimulated emission". O lenei aʻoaʻoga e fausia ai le faʻavae faaletino o faiga laser faʻaonaponei. O le fegalegaleaiga i le va o photons ma atoms e mafai ona taitai atu ai i ni faiga fesuiaʻiga se tolu: stimulated absorption, spontaneous emission, ma stimulated emission. Afai e mafai ona faʻaauau ma mautu le stimulated emission, e mafai ona maua lasers. O le mea lea, e tatau ona gaosia ni masini faapitoa - lasers. O le tuufaatasiga o se laser e masani ona aofia ai vaega autu e tolu: le mea galue, le masini faʻaosofia, ma le optical resonator.

1. Mea e galue ai

O le mea i totonu o le laser e mafai ona faʻatupuina le malamalama laser e taʻua o le mea galue. I lalo o tulaga masani, o le tufatufaina o numera atomika i totonu o le mea i tulaga taʻitasi o le malosi o se tufatufaina masani. O le aofaʻi o atomi i le tulaga maualalo o le malosi e sili atu i taimi uma nai lo le tulaga maualuga o le malosi. O le mea lea, pe a ui atu le malamalama i le tulaga masani o le mea susulu, o le faagasologa o le mitiia e sili ona malosi, ma o le malamalama e vaivai i taimi uma. Ina ia faʻamalosia le malamalama pe a uma ona ui atu i le mea susulu ma ausia le faʻateleina o le malamalama, e tatau ona faia le faʻamalosia o le faʻasalalauga sili ona malosi. Ina ia faia le aofaʻi o atomi i le tulaga maualuga o le malosi e sili atu nai lo le tulaga maualalo o le malosi, o lenei tufatufaina e faʻafeagai ma le tufatufaina masani ma e taʻua o le inversion o le numera o le vaega.
2. Meafaigaluega Fa'aosofia
O le galuega a le masini fa'aosofia o le fa'aosofia lea o atomu i se tulaga maualalo o le malosi i se tulaga maualuga atu o le malosi, e mafai ai e le mea galue ona ausia se fa'aliliuga o le numera o le vaega. O tulaga o le malosi o le mea e aofia ai le tulaga autu ma le tulaga fa'aosofia, fa'apea fo'i ma se tulaga metastable. O le tulaga metastable e le mautu tele nai lo le tulaga autu, ae sili atu ona mautu nai lo le tulaga fa'aosofia. I se fa'atusatusaga, e mafai e atomu ona tumau i le tulaga metastable mo se taimi umi. Mo se fa'ata'ita'iga, o chromium ions (Cr3+) i le ruby ​​e iai se tulaga metastable ma le umi e ola ai e tusa ma le 10-3 sekone. A mae'a ona fa'aosofia le mea galue ma ausia le fa'aliliuga o le numera o le vaega, i le taimi muamua, ona o le eseesega o itu o le fa'asalalauina o photons e fa'asalalauina e le fa'asalalauga fa'afuase'i, o photons fa'aosofia o le fa'asalalauga e iai fo'i itu eseese o le fa'asalalauina, ma e tele mea e leiloa i le gaosiga ma le mitiia; e le mafai ona gaosia le gaosiga o le laser mautu. Ina ia mafai ai e le fa'asalalauga fa'aosofia ona fa'aauau pea ona iai i le tele fa'atapula'aina o le mea galue, e mana'omia se resonator opitika e ausia ai le filifilia ma le fa'ateleina o le malamalama.
3. Resonator Opitika
O se pea o fa'ata atagia tutusa e fa'apipi'i i pito uma e lua o le mea galue, e fa'asaga sa'o i le 'au autū. O le tasi pito o se fa'ata atagia atoa (fa'atasi ai ma le fua faatatau o le atagia e 100%), ae o le isi pito o se fa'ata manino fa'atasi ma se fa'ata atagia fa'atasi (fa'atasi ai ma le fua faatatau o le atagia e 90% i le 99%).
O galuega a le resonator o: ① fa'atupuina ma fa'atumauina le fa'ateleina opitika; ② filifilia le itu e alu i ai le malamalama e alu i fafo; ③ filifilia le galu o le malamalama e alu i fafo. Mo se mea faigaluega fa'apitoa, ona o mea eseese, o le galu moni e alu i fafo e le tulaga ese, ma o le fusi o le malamalama e iai sona lautele patino. E mafai e le resonator ona faia se matafaioi o le filifilia o le televave, ma fa'aleleia atili ai le monochromaticity o le laser.