Optics 101

人口倒置 - 定义和参考

人口倒置是激光介质的条件,其中由一组分子或原子组成的系统,其在更高的激发态中,具有比激光转变的较低能量状态的量子系统。

通常,由于两个能级之间的受激发射而发生激光转换中的光学增益–增益介质的上部和较低激光水平。

用于刺激发射和吸收的激光转变的横截面在任何波长下都是相同的,而当群体(即上能量状态的激光 - 主动原子/离子)大于那个时,可以获得正净增益。大于较低的状态。

人口反转不适用于拉曼散射和激光的过程而无需反转。 PI-PULSE反演和三级反转是在系统中创建人口反演的两种方式。

在PI脉冲反转中,相干激光辐射的强烈轰击在群体处于地面状态时,使用电磁场触发相位的原子偶极子。结果,人口在激发和地态之间振荡。如果在群体完成Bloch振荡的一半之后终止激光脉冲的传播,则将产生群体反转。

三级反转是在上层以下第三亚稳态的存在的过程在第三和地位之间存在群体反演。

通过提供一定的最小功率作为泵,可以在系统中维持人口反转,从热力学平衡偏离激光活性分子的状态。这是由于,在热平衡中,不能实现正净增益,并且较低能级的群体总是更高。

可以通过调节在各种量子水平处发生的不同量子过程的弛豫率来进一步实现与热平衡的偏差。可以以不同的方式进行相对于另一个水平的一个能级的选择性填充,例如快速的三个身体重组,光子轰击或电子碰撞。

参考

 

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