Page 53 - 6378
P. 53
поглинання випромінювання. Спонтанне ж випромінювання не буде мати істотного впливу
на ситуацію. Такий стан речей є прямим наслідком наявної термодинамічної рівноваги.
Рисунок 22 – Принцип роботи лазера та послідовність формування когерентного потоку
фотонів (а, б, в); трирівнева схема роботи лазера (г).
Для того щоб стало можливим підсилення світла потрібно штучним чином
порушити рівновагу і створити умови, коли > . Ситуацію, за якої кількість атомів з
більшою енергією перевищує кількість атомів з меншою енергією , називають
інверсною населеністю рівнів. Середовища з інверсною населеністю рівнів автоматично
знаходяться у нерівноважному стані і називаються активними. Процес, завдяки якому
виникає і підтримується інверсна населеність рівнів, називають накачкою.
Щоб забезпечити генерацію та резонансне підсилення світла, необхідно
використовувати зворотний зв’язок. Для цього активне середовище потрібно розмістити
між двома високоякісними дзеркалами, площини яких ідеально паралельні одна одній. Тоді
дзеркала відбивають падаюче світло строго назад, щоб воно багато разів пройшло через
активне середовище, викликаючи лавиноподібний процес індукованої емісії когерентних
фотонів (рис. 22). Така система дзеркал працює як оптичний резонатор. Одне (або обидва)
дзеркало має бути частково прозорим для випромінювання енергії у зовнішнє середовище у
момент, коли потік фотонів є сформованим. Зауважимо, що існують резонатори й інших
конструкцій. Початком генерації може слугувати фотон, спонтанним чином випромінений у
