Различные теории лазера. Метод балансных уравнений.
Предварительный опрос
Перечислите свойства фотона.
Как связаны частота и энергия фотона?
Как вы понимаете соотношение неопределенности энергия - время?
Что такое мода электромагнитного поля.
Как проявляют себя спонтанные переходы? Формула для плотности вероятности спонтанного излучения в одну моду.
Что такое (вынужденное) индуцированное излучение? Какими свойствами обладает испускаемый фотон при вынужденном излучении? Формула для плотности вероятности вынужденного перехода, при взаимодействии с фотонами одной моды.
При поглощении фотона что происходит с энергией атома?
Какую интерпретацию можно дать объему моды Vc в знаменателе всех выражений, описывающих вероятности взаимодействия атома с фотоном?
Три различных теоретических подхода к описанию работы лазера: метод балансных или скоростных уравнений, полуклассическая теория, квантовомеханическая теория. Преимущества и недостатки.
Метод балансных уравнений. Принцип их составления. Вероятности и скорости переходов. Времена жизни. Релаксация. Переходы с излучением и безызлучательные переходы.
Задание на дом
Вывести выражение для инверсной разности населенностей для квазитрехуровневой системы для стационарного случая в отсутствие лазерной генерации .