光泵是如何产生的?

如题所述

能量被吸收在介质中,在原子中产生激发态。 当一个激发态的粒子数超过基态或较少激发态的粒子数时,就可实现种群反演。 在这种情况下,可以发生受激发射的机制,并且介质可以用作激光或光放大器。 

泵浦功率必须高于激光器的激光阈值。泵能通常以光或电流的形式提供,但是已经使用更多的外来来源,例如化学或核反应。

扩展资料

激光的产生条件:

1、增益介质:激光的产生必须选择合适的工作物质,可以是气体、液体、固体。在这种介质中可以实现粒子数反转,以制造获得激光的必要条件。

显然亚稳态能级的存在,对实现粒子数反转世非常有利的。现有工作介质近千种,可产生的激光波长包括从真空紫外到远红外,非常广泛。但从激光器输出的激光性能来考虑,对使用的工作物质是有一定的要求的,基本要求是

(1)光学性质均匀,光学透明性良好,且行性能稳定;

(2)有能级寿命比较长的能级(称为亚稳态能级);

(3)有比较高的量子效率。

2、泵浦源:为了使工作介质中出现粒子数反转,必须用一定的方法去激励原子体系,使处于上能级的粒子数增加。一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子,称为电激励;也可用脉冲光源来照射工作介质,称为光激励;还有热激励、化学激励等。

各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。为了不断得到激光输出,必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。

3、谐振腔:有了合适的工作物质和泵浦源后,可实现粒子数反转,但这样产生的受激辐射强度很弱,无法实际应用。于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。

所谓光学谐振腔,实际是在激光器两端,面对面装上两块反射率很高的镜。一块几乎全反射,一块光大部分反射、少量透射出去,以使激光可透过这块镜子而射出。

被反射回到工作介质的光,继续诱发新的受激辐射,光被放大。因此,光在谐振腔中来回振荡,造成连锁反应,雪崩似的获得放大,产生强烈的激光,从部分反射镜子一端输出。

参考资料来源:百度百科-泵浦

参考资料来源:百度百科-激光泵浦

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第1个回答  2023-11-09
光泵(英文:optical pumping)是一种将能量从一个光源转移到另一个介质中的过程,通常用于激发或增强激光器或气体放电激发光源的能量。以下是光泵产生的一种常见方法:
首先,选择一个适当的光源,通常是一种高能量激光器或一种强光源,如氙灯或弧光灯。这个光源会产生高能光或光束。
接下来,将这个强光束通过一个透明的介质,如一块光学晶体或一个玻璃材料。这个介质被称为“活性介质”(active medium)。
当强光束通过活性介质时,它会被吸收并激发介质中的原子或分子。这些激发态的原子或分子将在一个较短的时间内处于一个高能级状态。
通过这种高能级状态,原子或分子可以通过非辐射跃迁(non-radiative transitions)或受激辐射跃迁(stimulated emission)进行能量传输。
最后,使用另一个引发机制(如电场或光子碰撞)来促使原子或分子从高能级状态返回基态。在这个过程中,从基态产生连续或脉冲激光。
需要注意的是,上述描述是一种光泵产生的常见方法,但具体的光泵过程会根据所使用的材料、激光器类型以及其他系统参数的不同而有所变化。此外,光泵是光学和量子物理学中的一个重要概念,涉及复杂的能级结构和相互作用。详细的光泵机制和过程需要进一步的学术研究和专业的知识。