6.4 Der LASER

LASER $/\ =$ light amplification by stimulated emission of radiation

Im thermischen Gleichgewicht zwischen Material und Strahlungsfeld gilt:

N2- ( -hf-) N1 = exp - kBT < 1

Es gilt somit immer N₂ < N₁. Was wäre also, wenn N₂ > N₁ (Inversion) gelten würde? Inversion kann im Zwei-Niveau-System durch optisches Pumpen nicht erreicht werden.

Für die Zahl der Photonen N_p in der Lasermode gilt folgender Proportionalität:

Np ~ u

Wir stellen die Ratengleichungen des Drei-Niveau-Systems auf:

|----------------------------------| |dN2-= -B~N (N - N ) -AN + G | -dt--------p---2----1-----2----Pump-

|----------------------------------| |dNp-= + ~BNp (N2 - N1)+ bAN2 - Np-| --dt----------------------------tp-|

ist der Kopplungsfaktor der spontanen Emission ( « 1). Der letzte Term bezeichnet Resonanzverluste (R1). _p ist die Lebensdauer der Photonen im Resonator.

Stationärer Betrieb: $dNp -dt-= 0,b '--> 0$

$~ Np- BNp (N2 - N1) = tp$

$|Gewinn-=-Verlust| -----------------$
Einschalten des LASERS:

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