Princip laseru Deexcitace elektronu Excitace elektronu Spontánní emise fotonu - Excitace elektronu Absorpce fotonu - Stimulovaná emise fotonu Stimulovaná emise fotonu Stimulující foton -
Princip laseru Populační inverze Pravděpodobnost absorpce fotonu vedoucí k excitaci elektronu a pravděpodobnost absorpce stimulujícího fotonu vedoucí k deexcitaci elektronu a emisi dvou fotonů je přesně stejná Za normálních podmínek je vždy počet elektronů na nižší hladině vyšší nedochází k zesilování světla, absorpce dominuje nad emisí Nárůst počtu fotonů nastává pouze tehdy, je-li počet elektronů na nižší hladině nižší než počet elektronů na vyšší hladině – stav populační inverze
Princip laseru Dosažení populační inverze Chemický laser Produkt chemické reakce vznikne v excitovaném stavu populační inverze Laserová komora je fyzicky propojena s reakční komorou Příklad: H2+I2→2HI* Tříhladinové a vícehladinové lasery Využití zakázaných samovolných přechodů mezi některými hladinami z důvodu nepovolené změny kvantových čísel Elektrony jsou čerpány na vyšší hladinu, ze které samovolně přecházejí na nižší hladinu Laser pracuje mezi hladinami se zakázaným přechodem, přechod možný díky interakci se stimulujícím fotonem
Princip tříhladinového laseru Samovolný přechod elektronu Čerpání laseru Stimulující foton Zakázaný přechod Stimulovaná emise fotonu
Princip laseru Dosažení populační inverze Pulsní režim Tříhladinové a vícehladinové lasery Časté využití dvou prvků s velmi podobnými energetickými rozdíl některých hladin Jeden prvek použit k čerpání laseru, druhý k vlastní stimulované emisi Pulsní režim Střídání čerpání laseru a krátkých (ms) laserových pulsů Kontinuální režim Například chemické lasery