Pozitív visszacsatolás és lézeroszcillációk

A1.01.D05

Ahhoz, hogy erősítő közegből rezonátort állítsunk elő, megfelelő pozitív visszacsatolás szükséges. Lézer esetében ezt úgy érhetjük el, hogy az aktív anyagot két, jó visszaverőképességű tükör közé helyezzük. Az elektromágneses sugárzás, a tükrök közt oda-vissza haladva, minden alkalommal erősödik, amikor áthalad a közegen. Amennyiben a tükrök egyike részben áttetsző, kimenő lézernyalábot nyerünk. Lézeroszcilláció eléréséhez szükség van arra, hogy teljesüljön egy bizonyos küszöbfeltétel. Eszerint, az oszcilláció akkor indul be, amikor az aktív anyag erősítése kompenzálja a veszteségeket (pl. a nyalábkicsatolás eredményeképp jelentkező veszteségek). R1 és R2 a tükrök teljesítmény-visszaverőképességei, Li pedig az egy rezonátorhossz megtétele alatt elszenvedett veszteség mértéke.

A lézerküszöbnél F’=F. A küszöböt a populációinverzió  kritikus értéke jellemzi, az ún. kritikus inverzió (Nc). Amint létrejön a kritikus inverzió az aktív közegben, a rezonátor tengelye irányában haladó spontánemittált fotonok indítják el az oszcilláció felépülését. A lézeroszcillátor, vagy röviden, lézer működésének alapja ez.

 

Rubinlézer működése - videó