Методические указания к лабораторным работам по курсу "Основы физики лазеров". Летута С.Н. - 7 стр.

Здесь первый член в скобках ответственен за поглощение, второй за. вынуж-
денное испускание. Так как

                              g1             Jn
                       B 21      B 12 и ρν =    ,                       (1.21)
                              g2              c

     где n — показатель преломления среды, то

                               Jn               g       
                     − dJ =       B 12hν  N 1 − 1 N 2  dz .         (1.22)
                                c               g2      

С другой стороны, согласно закону Бугера - Ламберта - Бера

                                − dJ = kJdz .                           (1.23)

Следовательно, для интегрального коэффициента поглощения из (1.22) и (1.23)
получаем:
                          g        hνn             g          hνn
          K = B 12  N 1 − 1 N 2      = B 21  N 1 2 − N 2      . (1.24)
                          g2       c               g1         c

      Как видно, из (1.24), в том случае, когда N 2 g 2 > N 1 g 1 коэффициент
поглощения оказывается отрицательным и, следовательно, при прохождении
через такую среду свет не ослабляется , а усиливается.
      Таким образом, оптическое усиление может иметь место лишь при отсут-
ствии термодинамического равновесия между уровнями 2 и 1 , т.е. в неравно-
весной среде. Среду с N 2 g 2 > N 1 g 1 называют средой с инверсной заселенно-
стью.
                                 1.3 Газовые лазеры
      Рассмотренная принципиальная возможность оптического усиления реа-
лизуется в оптических квантовых генераторах - лазерах. Слово "лазер" (LASER)
представляет аббревиатуру выражения " Light Amplification by Stimulated Emis-
sion of Radiation", что означает - усиление света стимулированное вынужден-
ным излучением. Лазеры классифицируют по типам активной среды (газовые,
твердотельные, жидкостные, полупроводниковые), энергетическим характери-
стикам (3-, 4- уровневые), способам накачки (химические, инжекционные, газо-
динамические и др.), режимам работы (импульсные, непрерывного действия),
особенностям оптических схем резонатора.
      Для того, чтобы усилитель работал в режиме генерации, нужно ввести
положительную обратную связь. В лазере это осуществляется помещением ак-
тивной среды между двумя зеркалами. Если одно зеркало сделано частично
прозрачным, то после прохождения через это зеркало излучение образует вы-
ходящий лазерный пучок. Генерация начинается тогда, когда усиление за один
проход компенсирует неустранимые потери в системе (за один проход) . Уст-

                                                                           31