Bir laboratuvar ortamında üç enerji seviyeli bir lazer sistemi tasarlanmaktadır. Sistemin temel enerji seviyesi $E_1$, yarı kararlı (metastable) seviyesi $E_2$ ve pompalama seviyesi $E_3$ olarak belir...

Question

Bir laboratuvar ortamında üç enerji seviyeli bir lazer sistemi tasarlanmaktadır. Sistemin temel enerji seviyesi $E_1$, yarı kararlı (metastable) seviyesi $E_2$ ve pompalama seviyesi $E_3$ olarak belirlenmiştir. Lazer ışınımı $E_2 r\rightarrow E_1$ geçişiyle elde edilmektedir. Aşağıdaki tabloda bu seviyeler arasındaki geçiş hızları ($W_{ij}$) ve kendiliğinden emisyon süreleri ($tau_{ij}$) verilmiştir. Tersine birikimin (population inversion) sağlanabilmesi ve lazerin sürekli rejimde (CW) çalışabilmesi için sistemin parametreleri analiz edilmektedir.nnBuna göre, sistemin verimli bir lazer kaynağı olarak çalışabilmesi için aşağıdaki yargılardan hangisi fiziksel olarak en kritik ve doğrudur?

Accepted Answer

Sürekli rejimde tersine birikimin gerçekleşmesi için atomların $E_2$ seviyesindeki ortalama ömrü ($tau_{21}$), $E_3$ seviyesinden $E_2$ seviyesine geçiş süresinden ($tau_{32}$) çok daha uzun olmalıdır.

Answer

$tau_{32}$ süresi $tau_{21}$ süresinden çok daha büyük olmalıdır ki $E_3$ seviyesinde atomlar daha uzun süre kalsın.

Answer

Pompalama hızı $W_{13}$, $E_2$ seviyesindeki boşalma hızı olan $1/tau_{21}$ değerinden küçük olduğu sürece lazer salınımı gerçekleşmez.

Answer

Sistemin eşik değerini düşürmek için $E_1$ ve $E_2$ seviyeleri arasındaki enerji farkı, termal enerji olan $kT$ değerinden çok daha küçük seçilmelidir.

Answer

Uyarılmış emisyonun (stimulated emission) baskın gelmesi için sistemin sıcaklığı mutlak sıfıra yaklaştırılmalı, böylece kendiliğinden emisyon tamamen durdurulmalıdır.

Teknoloji

Şıklar

Çözüm Açıklaması

Video Çözüm

İnteraktif Çözüm

Bu konudan daha fazla soru çöz!

Benzer Sorular