​Principe de fonctionnement du pompage laser

Principe de fonctionnement delpompage au laser

L'énergie est absorbée dans le milieu, créant des états excités dans les atomes. L'inversion de population est obtenue lorsque le nombre de particules dans un état excité dépasse le nombre de particules dans l'état fondamental ou dans les états moins excités. Dans ce cas, un mécanisme d'émission stimulée peut se produire et le milieu peut être utilisé comme laser ou amplificateur optique.

La puissance de la pompe doit être supérieure au seuil laser du laser. L'énergie de la pompe est généralement fournie sous forme de lumière ou de courant électrique, mais des sources plus exotiques telles que des réactions chimiques ou nucléaires ont été utilisées.

Informations étendues

Fabrication laserconditions:

1. Moyen de gain : pour la génération laser, une substance de travail appropriée doit être sélectionnée, qui peut être gazeuse, liquide ou solide. L'inversion de population peut être réalisée dans ce milieu pour créer les conditions nécessaires au laser.

Évidemment, l’existence du niveau d’énergie de l’état métastable est très bénéfique pour réaliser l’inversion du nombre de particules. Il existe près d’un millier de types de supports de travail, et les longueurs d’onde laser pouvant être générées incluent une large gamme allant de l’ultraviolet sous vide à l’infrarouge lointain. Cependant, compte tenu des performances laser de la sortie laser, il existe certaines exigences concernant la substance de travail utilisée. Les exigences de base sont

(1) Propriétés optiques uniformes, bonne transparence optique et performances stables ;

(2) Niveaux d'énergie avec des niveaux d'énergie relativement longs (appelés niveaux d'énergie métastables) ;

(3) Il a une efficacité quantique relativement élevée.

2. Source de pompage : Afin d'inverser le nombre de particules dans le milieu de travail, une certaine méthode doit être utilisée pour stimuler le système atomique afin d'augmenter le nombre de particules dans le niveau d'énergie supérieur. Généralement, la décharge gazeuse peut être utilisée pour utiliser des électrons dotés d'énergie cinétique pour exciter des atomes moyens, ce que l'on appelle une excitation électrique ; des sources de lumière pulsée peuvent également être utilisées pour irradier le milieu de travail, ce que l'on appelle une excitation lumineuse ; il existe également des excitations thermiques, des excitations chimiques, etc.

Diverses méthodes d'excitation sont visuellement appelées pompage ou pompage. Afin d'obtenir en continu une sortie laser, celle-ci doit être continuellement « pompée » pour maintenir plus de particules dans le niveau d'énergie supérieur que dans le niveau d'énergie inférieur.

3. Cavité résonante : Avec une substance de travail et une source de pompe appropriées, l'inversion du nombre de particules peut être réalisée, mais l'intensité du rayonnement stimulé produit de cette manière est trop faible pour être appliquée dans la pratique. Les gens ont donc pensé à utiliser une cavité résonante optique pour amplifier.

La cavité dite résonante optique est en fait constituée de deux miroirs à haute réflectivité montés face à face aux deux extrémités du laser. L'un est presque totalement réfléchi, l'autre est principalement réfléchi et une petite quantité est transmise, de sorte que le laser peut être émis à travers ce miroir.

La lumière réfléchie vers le milieu de travail continue d’induire un nouveau rayonnement stimulé et la lumière est amplifiée. Par conséquent, la lumière oscille d'avant en arrière dans la cavité résonante, provoquant une réaction en chaîne qui s'amplifie comme une avalanche et produit une réaction intense.lumière laser, qui est émis par une extrémité du miroir partiellement réfléchissant.