Populația și populația inversiune - studopediya

Pentru a cuantifica amplificarea energiei laser este introdusă noțiunea de un nivel de populatie, care este definit ca numărul de atomi pe unitatea de volum, având aceeași stare de energie. La echilibru termodinamic, populația nivelurilor de energie se supune statisticilor Boltzmann:

în N2 - populația atomilor excitați (în stare); N1 - populația atomilor excitați (în stare). În acest caz,

este negativ, iar în materialul are o populație normală, concentrația mai mică decât concentrația atomilor excitați neexcitat. În aceste condiții, substanța este în echilibru. amplificare laser este imposibilă.

În cazul în care este furnizat de acțiunea energiei de pompare, există o inversare de populație și radiația care trece poate fi intensificată prin energia atomilor excitați. Formal din (5.23), care condiția este îndeplinită la absolut temperatura zero (). Prin urmare, starea de condiție de inversare a populației este uneori numită o temperatură negativă. Mediul în care inversiunea populației efectuată se numește mediul activ.

Astfel, amplificarea emisie stimulata sau amplificare cu laser necesită, în primul rând, inversiunea populației () și, în al doilea rând, suprimarea emisiei spontane (lumina zgomot). Cel mai scăzut nivel al energiei pompei, la care se realizează starea de inversare se numește inversiune prag.