⑴ 為什麼三能級激光系統比四能級激光系統的閾值要高
閾值是發光和不發光的臨界點,所以能量是一樣大的。按照正常的理解是四能級的激光器的閾值電流比三能級的大。
獲得激光需要激光上下能級形成粒子數反轉,也就是上能級粒子數大於下能級粒子數。泵浦粒子數到上能級是需要消耗能量的。三能級系統的下能級是基級,必須將一半以上的粒子數泵浦到高能級上。而四能級系統的下能級不是基態,可以很快排空,更容易形成粒子數反轉。
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三能級系統工作原理,在激勵泵元的作用下,幾台E0上的粒子被抽運到能級E2上,到達高能級E2的粒子將主要以無輻射躍遷的形式。
三能級激光器中,獲得中間能態和基態間粒子數反轉的效率不是很高。因為在開始抽運時中間能態(即亞穩態)實際是空的,最低限度要將基態粒子數的半數抽運到中間態才可實現粒子數反轉。此外,供給抽運的閃光氙燈對電能只有一小部分成為抽運光子。所以要用強抽運光,通常採用脈沖工作。
⑵ 激光的基本組成部分是什麼每個部分都有什麼作用以四能級系統為例,詳細說明激光產生的過程
同學,計量的吧?
⑶ 四能級系統為什麼比三能級系統更容易發出激光
因為四能級系統下能級粒子數幾乎為零,反轉粒子數較大,閾值低,因此更容易產生激光
⑷ 為什麼四能級激光器比三能級激光器效率高
四能級系統,激光下能級基本沒有粒子,反轉粒子數很容易變大,所以閾值低,容易出光。三能級閾值一般較高。
⑸ 氦氖激光器屬於三能級系統還是四能級
四能級系統
氦氖激光器(helium-neonlaser) 一種能連續運轉的氣體激光器。工作物質為氖氣。1961年由傑文研製成功。圖1所示為常見的內腔式結構氦氖激光器。諧振腔、放電管和激勵電源是這種激光器的三個主要組成部分。直流高壓使由鋁筒陰極發射出來的電子加速,使它在氣體放電管內向陽極運動。高速電子與氦原子相撞,使基態氦原子躍遷到21S0態和23S1態。圖2為氦和氖的能級圖。氦的21S0和23S1能級的能量為20.61和19.82電子伏特,分別與氖的3S和2S能級的能量接近,因此很容易使氦的能量轉移到氖原子。於是在氖原子的3S—3P、3S—2P、2S—2P等三對能級間可形成粒子數反轉,實現波長為3.39、0.6328和1.15微米的三條激光譜線。這些激光的下能級都不是氖原子的基態,氦氖激光器是一種四能級系統。
⑹ 以四能級系統為例,詳細說明激光產生的過程
一般四能級系統的化合物在正常狀況下,第三能級的電子數會趨於飽和而第四能級的電子數會有很多空缺。當由於外界的能量而使物質處於激發態,第三能級的很多電子會被激發到第四能級上,在這種情況下電子極易發生由第四能級到第三能級的躍遷,電子由第四能級到第三能級躍遷的過程中會釋放出一個光子,因光子能量固定(光波長固定)而行成激光。
⑺ 激光三能級系統與四能級系統的本質區別是什麼
1、閾值不同
三能級系統需要較高的閾值反轉粒子數,三能級系統是共享下能級的。所以激光上能級的離子數要很大。而四能級系統由於下能級很快抽空,只要很少粒子數就可以實現集聚數反轉。
2、本質不同
如果激光下能級不是基態能級,就是四能級,否則為三能級。四能級系統,激光下能級基本沒有粒子,反轉粒子數很容易變大,所以閾值低,容易出光。
三能級閾值一般較高。一般四能級系統的化合物在正常狀況下,第三能級的電子數會趨於飽和而第四能級的電子數會有很多空缺。
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能級
由玻爾的理論發展而來的現代量子物理學認為原子核外電子的可能狀態是不連續的,因此各狀態對應能量也是不連續的。這些能量值就是能級。能級是用來表達在一定能層上(K、L、M、N、O、P、Q)而又具有一定形狀的電子雲的電子。
能級原理
三能級系統工作原理,在激勵泵元的作用下,幾台E0上的粒子被抽運到能級E2上,到達高能級E2的粒子將主要以無輻射躍遷的形式。
⑻ 為什麼二能級系統不能產生激光
不能實現粒子數翻轉
⑼ 固體激光器屬於三能級還是四能級
固體激光器既有可能屬於三能級系統,也有可能屬於四能級系統。
固體激光器用固體激光材料作為工作物質的激光器,1960年,T.H.梅曼發明的紅寶石激光器就是固體激光器,也是世界上第一台激光器。固體激光器一般由激光工作物質、激勵源、聚光腔、諧振腔反射鏡和電源等部分構成。 產生激光有3個條件:
1.有提供放大作用的增益介質作為工作物質;
2.有激勵源,抽運粒子以使產生粒子數反轉;
3.有光學諧振腔。
按照激活粒子的能級結構形式,可將其分為三能級系統(如紅寶石激光器),和四能級系統(如YAG激光器)。目前使用的工作物質的形狀大都是圓柱形的。