RP Фотоническая энциклопедия - лазерные переходы, переход усилителя

Лазерный переход (или переход усилителя ) - это переход между двумя электронными уровнями некоторого лазерно-активного иона, например, где стимулированное излучение может иметь место, и это приводит к оптическому усилению. Это усиление может быть использовано в оптическом усилитель мощности или лазер ,

Обычно должны выполняться определенные условия, чтобы некоторый оптический переход мог служить эффективным лазерным переходом:

Должно быть возможно каким-то образом сильно заполнить верхний уровень, например, через оптическая накачка ,
В идеале, стимулированное излучение с верхнего уровня на нижний уровень должен быть доминирующий процесс, т. е. любые дополнительные радиационные и безызлучательные переходы должен быть сравнительно слабым. В количественном выражении время жизни в верхнем состоянии должен быть большим по сравнению с интенсивностью обратного стимулированного излучения.
Должен быть механизм, который быстро депопулирует нижний лазерный уровень после вынужденного излучения, чтобы реабсорбция на этом переходе не могла иметь сильного эффекта.

Лазерный переход (или переход усилителя ) - это переход между двумя электронными уровнями некоторого лазерно-активного иона, например, где стимулированное излучение может иметь место, и это приводит к оптическому усилению

Рисунок 1. Схемы энергетических уровней различных лазерно-активных ионов с важными переходами накачки (синий) и усилителя (красный). Каждая горизонтальная линия обозначает целый коллектор уровня Штарка, содержащий несколько уровней Штарка. Энергии уровней и длины волн перехода в некоторой степени зависят от материала хозяина. Пунктирные линии обозначают быстрое безызлучательное многофононные переходы ,

Немного лазера получить СМИ предлагаем лазерные переходы с почти идеальными характеристиками. Например, ионы неодима в Nd: YAG демонстрируют переход от верхнего штарковского коллектора 4F3 / 2 к нижнему коллектору 4I11 / 2, где может происходить вынужденное излучение на длине волны 1064 нм. Возможна эффективная накачка, например, около 808 нм (хотя при значительном квантовый дефект ), спонтанное излучение с верхнего уровня достаточно слабое (из-за узкого ширина полосы излучения ), а нижний уровень быстро депопулируется через многофононные переходы ,

Есть также СМИ с квазитрехуровневые лазерные переходы где последнее условие не выполняется должным образом, поскольку нижний уровень относится к основному состоянию коллектора. Примерами являются переходы 1030 нм и 1050 нм в Yb: YAG и переход 946 нм из 4F3 / 2 в основное состояние 4I9 / 2 в Nd: YAG. Результирующая реабсорбция на лазерном переходе имеет тенденцию увеличивать пороговая мощность насоса но, с другой стороны, такие переходы могут иметь довольно квантовый дефект и, таким образом, позволяют довольно эффективную работу лазера при условии, что лазерный дизайн оптимизируется соответственно.

Смотрите также: стимулированное излучение , четырехуровневое и трехуровневое усиление , время жизни в верхнем состоянии , переходные сечения , усилители , лазеры
и другие статьи в категориях лазеры , оптические усилители , физические основы

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею с друзьями и коллегами, например, через социальные сети: