Население и населението инверсия - studopediya

За количествено определяне на усилването на лазерната енергия се въвежда понятието ниво популация, която се определя като броя на атомите на единица обем, като същото енергийно състояние. В термодинамично равновесие, населението на енергийните нива подчинява статистиката Boltzmann:

където N2 - населението на възбудени атоми (в състояние); N1 - населението на възбудените атоми (в държавата). В този случай,

е отрицателна, и в материала имат нормална популация, концентрацията по-малко от концентрацията на възбудени атома спокоен глас. При това условие, веществото е в равновесие. Лазерно усилване е невъзможно.

Когато това се осигурява от действието на енергията на помпата, има инверсия на населението и минаваща радиация може да бъде подсилен от енергията на възбудените атоми. Формално от (5.23), че условието е изпълнено в абсолютна нула температура (). Ето защо, за състоянието на състояние на населението инверсия понякога се нарича отрицателна температура. Средата, в която инверсията на заселеност извършва се нарича активна среда.

По този начин, амплификация на стимулирано излъчване или лазер усилване изисква, първо, инверсия на населението () и, от друга страна, спонтанен потискане на емисиите (шум светлината) на. Най-ниското ниво на енергия на помпата, при която се провежда състоянието на инверсия се нарича праг инверсия.