Concept
Population inversion
The condition required for laser action: more atoms in an excited state than in the ground state, so that a passing photon is more likely to provoke another emission than to be absorbed. Achieving and sustaining inversion is the hard engineering problem behind every laser. It is forbidden in simple two-level systems at thermal equilibrium, which is why working lasers use three or four energy levels and an external pump.
实现激光作用所需的条件:处于激发态的原子多于处于基态的原子,使得经过的光子更可能引发另一次发射,而非被吸收。实现并维持这种粒子数反转是每一台激光器背后的核心工程难题。在热平衡状态下的简单二能级系统中,粒子数反转是被禁止的,因此实际工作的激光器使用三能级或四能级系统,并配备外部泵浦源。
La condición necesaria para la acción láser: más átomos en un estado excitado que en el estado fundamental, de modo que un fotón al pasar tenga mayor probabilidad de provocar otra emisión que de ser absorbido. Lograr y sostener la inversión es el problema de ingeniería difícil que subyace a todo láser. Está prohibida en sistemas simples de dos niveles en equilibrio térmico, razón por la cual los láseres operativos emplean tres o cuatro niveles de energía y un bombeo externo.
الشرط اللازم لحدوث الفعل الليزري: أن يكون عدد الذرات في الحالة المثارة أكبر من عددها في الحالة الأرضية، بحيث يكون الفوتون العابر أكثر ميلاً إلى استحثاث انبعاث آخر منه إلى أن يُمتَص. ويُعدّ تحقيق هذا الانعكاس والحفاظ عليه المعضلةَ الهندسية الجوهرية وراء كل ليزر. وهو ممنوع في الأنظمة البسيطة ذات المستويين عند التوازن الحراري، ولذلك تعتمد أجهزة الليزر العاملة على ثلاثة أو أربعة مستويات طاقة وعلى مضخّة خارجية.
A condição necessária para a ação laser: mais átomos em estado excitado do que no estado fundamental, de modo que um fóton ao passar tenha maior probabilidade de provocar outra emissão do que de ser absorvido. Alcançar e sustentar a inversão é o difícil problema de engenharia por trás de todo laser. É proibida em sistemas simples de dois níveis em equilíbrio térmico, razão pela qual lasers funcionais utilizam três ou quatro níveis de energia e uma bomba externa.
लेज़र क्रिया के लिए आवश्यक शर्त: उत्तेजित अवस्था में परमाणुओं की संख्या निम्नतम अवस्था की तुलना में अधिक होना, ताकि कोई गुज़रता हुआ फोटॉन अवशोषित होने के बजाय एक और उत्सर्जन भड़काने की अधिक संभावना रखे। इस व्युत्क्रमण को प्राप्त करना और बनाए रखना ही हर लेज़र के पीछे की कठिन अभियांत्रिकी समस्या है। यह तापीय साम्यावस्था में साधारण द्वि-स्तरीय प्रणालियों में निषिद्ध है, यही कारण है कि कार्यशील लेज़र तीन या चार ऊर्जा-स्तरों और एक बाह्य पंप का उपयोग करते हैं।
Kondisi yang dibutuhkan untuk aksi laser: lebih banyak atom berada dalam keadaan tereksitasi dibanding dalam keadaan dasar, sehingga sebuah foton yang lewat lebih mungkin memicu emisi lain daripada diserap. Mencapai dan mempertahankan inversi adalah persoalan rekayasa sulit di balik setiap laser. Hal ini terlarang dalam sistem dua tingkat sederhana pada kesetimbangan termal, itulah sebabnya laser yang berfungsi menggunakan tiga atau empat tingkat energi serta pemompa eksternal.
La condition requise pour l'action laser : davantage d'atomes dans un état excité que dans l'état fondamental, de sorte qu'un photon de passage soit plus susceptible de provoquer une nouvelle émission que d'être absorbé. Obtenir et maintenir l'inversion constitue le problème d'ingénierie difficile qui sous-tend tout laser. Elle est interdite dans les systèmes simples à deux niveaux à l'équilibre thermique, raison pour laquelle les lasers opérationnels recourent à trois ou quatre niveaux d'énergie et à un pompage externe.
レーザー発振に必要な条件。基底状態よりも励起状態にある原子の数が多く、通過する光子が吸収されるよりも別の放出を誘発する確率の方が高い状態を指す。反転分布の実現と維持は、あらゆるレーザーの背後にある困難な工学的課題である。熱平衡下にある単純な二準位系では禁じられており、これが実用的なレーザーが三準位または四準位のエネルギー構造と外部ポンプを用いる理由である。
Условие, необходимое для возникновения лазерного действия: в возбуждённом состоянии находится больше атомов, чем в основном, так что проходящий фотон с большей вероятностью спровоцирует ещё одно излучение, чем будет поглощён. Достижение и поддержание инверсии — главная инженерная задача, стоящая за каждым лазером. В простых двухуровневых системах при тепловом равновесии она запрещена, поэтому действующие лазеры используют три или четыре энергетических уровня и внешнюю накачку.
Die für die Laserwirkung erforderliche Bedingung: mehr Atome in einem angeregten Zustand als im Grundzustand, sodass ein vorbeifliegendes Photon mit größerer Wahrscheinlichkeit eine weitere Emission auslöst, als absorbiert zu werden. Das Erreichen und Aufrechterhalten der Inversion ist das schwierige ingenieurtechnische Problem hinter jedem Laser. In einfachen Zweiniveausystemen ist sie im thermischen Gleichgewicht verboten, weshalb funktionierende Laser drei oder vier Energieniveaus sowie eine externe Pumpe verwenden.
레이저 작용에 필요한 조건. 들뜬 상태에 있는 원자 수가 바닥 상태에 있는 원자 수보다 많아야 하며, 그래야 지나가는 광자가 흡수되기보다는 또 다른 방출을 유도할 가능성이 더 커진다. 반전을 달성하고 유지하는 것은 모든 레이저의 핵심 공학적 난제이다. 열평형 상태의 단순한 2준위계에서는 반전이 금지되어 있으며, 이 때문에 실제 작동하는 레이저는 3준위 또는 4준위 에너지 구조와 외부 펌프를 사용한다.