การเปลี่ยนระดับพลังงาน Stimulated absorption E1 E1 hf E0 E0
การเปลี่ยนระดับพลังงาน Spontaneous Emission E1 E1 hf hf E0 E0
การเปลี่ยนระดับพลังงาน Stimulated Emission E1 E1 hf hf E0 E0
องค์ประกอบหลัก l Laser medium M1 M2 Energy pump ปัมป์พลังงาน เลเซอร์ , ไฟแฟลช , สนามไฟฟ้าแรงสูง, .. ตัวกลางขยายแสง ก๊าซ , สารสี(dye) สารกึ่งตัวนำ,.. ที่มี Population inversion โพรงอภินาท M1,M2 --> Fabry-Perot resonator
E3 E2 E1 G.S 1. pumping 3. Light amplification 4.decay to G.S. การทำงานเลเซอร์ 1. pumping E3 2 2. Fast non-radiative decay E2 1 3 3. Light amplification E1 4 4.decay to G.S. G.S
Spontaneous E. Stimulated E. ขั้นตอนการทำงาน สภาวะสงบ ปัมป์พลังงาน Spontaneous E. Stimulated E. ขยายแสง ขยายแสง Lasing !!
out in l in out pumping out l pumping R2=95% R1=95% Fabry -Perot cavity in out pumping Laser Amplifier l out R1=100% R2<100% pumping Laser oscillator
Laser Beam longitudinal modes Laser medium Energy pump M1 M2 l ขึ้นกับระยะระหว่างโพรงอภินาท
Laser Emission I Spontaneous Emission Dl Dl l
Laser Beam transverse modes ขึ้นกับลักษณะเฉพาะของ Laser Cavity เช่นขนาดกระจก
z Gaussian beam profile r Beam waist R0 I0 R ที่ r=R (beam half width) R0 - R at Beam waist ที่ระยะไกลๆ Beam divergence :
http://www.mrl.columbia.edu/ntm/level2/ch02/html/l2c02s04.html