Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

orLASER

AhmadReza Shafieyan

December 2014

At First It was Einstein Idea

(1900)

Spontaneous Emission Stimulated Emission

And At LastAdd Mirrors

Energy Supply

In 154 , Charles Townes and Arthur Schawlow invented the Maser

What’s the Maser ?!?!

1 – Collide a Photon that called absorption or stimulated absorption

Discrete Spectrum show us the quantization of energy

N1 number of particle in the ground state E1

E1

N2 number of particle in the excitation state

E2

I(x) = I0 𝑒−𝑎𝑥

But what in the microscopic world R12 (abs) = B12 N1 ρ

R12 : rate of stimulated absorption

B12 : Einstein coefficient

ρ : Energy density per unit frequencyof the incoming photons

Rate of Spontaneous Emission

R21 (Spon) = N2 A21

A21 : The coefficient of spontaneous emission

Rate of stimulated emission

R21 (stim) = B21 N2 ρ

B 21 : Einstein coefficient

ρ : Energy state per unit frequency

For an ideal material with two non-degenerate energy state

Absorption = spontaneous emission + stimulated emission

B12N1 r(n) = A21N2 + B21N2 r

both stimulated and spontaneous emissions may occur, but the probability of stimulated emission is pretty low

the laser action is possible only when N2 > N1

لیزرهای گازی معموال با ابزارهای الکتریکی برانگیخته می شوند، یعنی ساز و کارهای . دمش با عبور جریان به اندازه کافی قوی انجام می شود

اصلی دمشی که در لیزرهای گازی صورت می گیرد، با عبور جریان الکتریکی یونها و الکترونهای آزاد بوجود می آیند و . مناسبی از گاز حاصل می شود

شتابدار می شوند، انرژی جنبشی میدان الکتریکیچون این ذرات در اثراضافی بدست می آورند و می توانند با برخورد و به اتمهای خنثی آنها را

.برانگیخته کنند

حقایق در پس پرده فراوان است نمی بینی و لیکن بر تو آسان است