Кроме того, в упрощенной форме можно сказать, что при возбуждении атома некоторые электроны переходят на орбиты, наиболее удаленные от ядра, с более высокими энергетическими уровнями. Изучение фотона требует больше концепций квантовой физики, которые не являются объектом этой страницы. Можно сказать, что это наименьшее количество света, то есть свет может быть взят как набор элементарных частиц, называемых фотонами. Существует математическая зависимость между изменением энергии и частотой излучаемого светового фотона.

Явление излучения фотонов возбужденными атомами на практике довольно много. Металл, нагретый выше определенной температуры, излучает свет из-за возбуждения атомов теплом. Атомы фосфора на экране кинотеатра возбуждаются пучком падающих электронов для испускания света. Изменения уровней энергии происходят в соответствии с некоторым статистическим распределением, и атомы испускают фотоны таким образом, который не зависит от других. Поэтому этот тип излучения называется или не стимулируется.

Фотоны, генерируемые спонтанным излучением, могут находить атомы в условиях, которые должны стимулироваться, и, таким образом, формировать цепную реакцию в процессе. На самом деле это не так просто. В каждый момент времени число возбужденных атомов очень мало по отношению к полному, а время, в течение которого они остаются в возбужденном состоянии, также очень коротки. Поэтому большинство фотонов, спонтанно испускаемых, не могут найти атомы, чтобы вызвать вынужденное излучение.

Можно также подумать, что отопление способствует процессу, но это не так. Тепло увеличивает среднюю энергию множества, но не увеличивает долю возбужденных атомов по отношению к новому энергетическому уровню. На рисунке 02 показана схема построения одного из первых типов. Барзообразный рубиновый кристалл возбуждается газовой лампой. Кристалл обладает свойством метастабильного возбуждения и, следовательно, вынужденное излучение происходит в цепи. На одном конце есть зеркало, отражающее 100%, а с другой - частично отражающее зеркало.

Взаимное отражение заставляет фотоны выравниваться в продольном направлении, а через частичный отражатель испускается высококонцентрированный и монохроматический луч света. На рис. 03 приведен основной принцип работы лазера с использованием смеси металла и неона в пропорции около 5: давление низкое. В форме уравнения процесс может быть описан как.

Там, где этот последний взнос представляет собой небольшую разницу в энергии между ними. На рисунке 01 этого примера приведен пример с 5 слоями. Аналогично вышеизложенному, концы имеют зеркальные и полу-зеркальные поверхности. Конструкция рисунка создает буровую форму, не подходящую, например, для волоконных кабелей. Есть и другие, которые производят концентрированные лучи.

Элементы, упомянутые в таблице, легируются в этих кристаллах. Материя - это ассоциация атомов, и поскольку они объединены в зависимости от их энергии, материя является одной из форм энергии. Аналогичным образом, электромагнитное излучение является другой формой энергии, а длины волн от 4 до 8 мм активируют ощущение зрения, вызывая ощущение, называемое светом. Это ощущение варьируется от красного до фиолетового; визуально определяя длину волны по цвету.

Между веществом и электромагнитным излучением может происходить взаимное взаимодействие, так что электромагнитная волна может нарушить поле, т.е. распределение заряда атома. Это взаимодействие, однако, является функцией вероятности того, что электроны атома находятся в энергетическом состоянии выше своего минимального состояния, когда атом называется возбужденным атомом.

Когда происходит взаимодействие энергии, происходит поглощение энергии электроном атома, который с энергетическим увеличением будет меняться от основного основного состояния до состояния большей энергии. Этот механизм обратим; таким образом, когда электрон возвращается в свое основное основное состояние, он вернет эту энергию в виде излучения фотонов.

Структура атома в предложенной Бором модели идентична структуре солнечной системы. Ядром атома будет Солнце, а электроны будут планетами, занимающими разные орбиты вокруг ядра, в соответствии с его энергетическим уровнем и по вероятности, известной как «коэффициент Эйнштейна».

Поглощение излучения является неотъемлемой характеристикой атома, т.е. оно определяет его свойство. Из этого принципа отходят некоторые сложные анализы химического анализа материала. Когда к атому прикладывается определенная энергия, будь то нагрев, электрический разряд, световое излучение, химическая реакция или любая другая форма, увеличивается его энергетический уровень и, следовательно, электроны начинают вращаться на внешних орбитах. Этот процесс называется возбуждением, которое является основой для работы лазера.

Энергичное увеличение, вызванное возбуждением, в конечном итоге будет выпущено каким-то образом, потому что электрон всегда стремится вернуться к своему первоначальному энергетическому уровню. Это энерговыделение может происходить за счет столкновений с другими электронами или даже с атомами или даже с эмиссией фотонов.

Постоянная планка - это значение, которое, умноженное на частоту волны, дает значение энергии, содержащееся в каждом пакете энергии волны. Спонтанное излучение происходит, когда электроны после высвобождения фотона возвращаются к более низким уровням энергии. Фотон обладает гораздо большей вероятностью поглощения низкоэнергетическим электроном, который характеризует спонтанное излучение. Этот процесс очень похож на распад радиоизотопов, но в гораздо более короткое время.

Стимулированная эмиссия - это название, которое дается фотонной эмиссии, созданной при определенных условиях. Стимулированное излучение происходит, когда возбужденный атом получает воздействие фотона, который может быть вызван спонтанным излучением, и который будет вызывать излучение другого. Таким образом, реализуется, что один фотон может стимулировать излучение более одного, характеризуя при этом реальный выигрыш. Однако для этого необходимо иметь более возбужденные, чем невозбужденные электроны.

В нормальных условиях популяция или процент электронов обратно пропорциональны количеству энергии; таким образом, чем меньше энергия, тем больше количество электронов на заданном уровне энергии. Инверсия народонаселения существует, когда число электронов в области низких энергий больше, чем в более высокоэнергетическом диапазоне. Для возникновения вынужденного излучения требуется инверсия населения.

В этом состоянии фотон имеет высокую вероятность поглощения электронами с высоким уровнем энергии, которые будут выделять другие фотоны. Однако излучение в виде фотонов излучается дезориентированным и полихроматическим, то есть без особо привилегированных направлений и без пучка, имеющего определенную длину волны.

Чтобы оптимально использовать излучение, необходимо определить длину волны и направление распространения пучка. В принципе, это вся рабочая схема лазера, т.е. устройство с условиями для создания вынужденного излучения фотонов и способы прямого и откалиброванного пучка создаваемых фотонов.

Простая лазерная установка сплошного тела похожа на кристалл, обернутый лампой-вспышкой, с металлизированными плоскопараллельными концами, одна отражающая поверхность и одна частично прозрачная. Затем формируется оптический резонатор. Если кристалл рубина получает энергию в виде электромагнитного излучения, электроны будут занимать более высокий уровень энергии; Как только стимул был прерван, электроны будут занимать метастабильный энергетический уровень, то есть промежуточный уровень устойчивости.

Тогда генерация самого лазерного луча происходит от этого уровня энергии до базового уровня, высвобождая когерентный свет. Испускаемый таким образом светлый луч концентрируется на очень маленькой поверхности только одной линзой и служит источником энергии.

Рубиновый лазер имеет степень выхода около 0, 1%. Их выход составляет от 0, 2% до 3%. Оптический резонатор в этом случае состоит из газоразрядной трубки, через которую проходит лазерный газ, здесь смесь диоксида углерода, молекулярного азота и гелия. В этой газовой смеси применяется непрерывное напряжение порядка десятков кВ.

Газовый лазер имеет рабочее давление около 100 миллибар. Компактная конструкционная резонаторная трубка складывается в несколько частей, поэтому можно получить большие мощности. Руби-лазер - это лазер с длиной волны 694 нм, который может иметь короткий или более длительный импульс. Он получает это имя, потому что матрица, которая генерирует лазер, действительно является рубином. Этот лазер имеет высокое сродство с пигментами кожи, и сегодня он очень используется для удаления татуировки. Рубиновый лазер производит красный свет с большим количеством энергии за очень короткое время, который поглощается только меланином или пигментом татуировки.