ĐỀ TÀI SEMINAR VẬT LÝ LASER RÚT GỌN LIÊN TỤC XUNG

SEMINAR VẬT LÝ LASER SEMINAR VẬT LÝ LASER Quá trình kích thích nguyên tử từ mức cơ bản lên mức trên của laser được gọi là quá trình bơm. Có 2 phương pháp bơm chủ yếu: bơm quang học và bơm điện. Trong đó, bơm quang học là phương pháp phổ biến nhất đối với laser rắn. Phổ hấp thu của vật rắn thường rất rộng, phù hợp với phổ bức xạ của nguồn bơm thông thường là phổ đám. Vì vậy, những đám này sẽ hấp thụ phần lớn năng lượng bức xạ của nguồn bơm. Nếu mức (hay đám) cần bơm là không chứa đầy thì vận tốc tích tụ trạng thái trên p dt dN       * bằng: gp p NW dt dN =       * (*) Trong đó: N*: mật độ nguyên tử mức trên (mức kích thích) hay mật độ trạng thái kích thích N g : mật độ trạng thái cơ bản W p : vận tốc bơm (số nguyên tử được chuyển từ mức cơ bản lên mức kích thích trong 1 đơn vị thời gian) Khi phân tích điều kiện để thành lập mật độ đảo lộn do bơm quang học, người ta chỉ tính đến những trạng thái mà ở đó xảy ra những quá trình chuyển mức chủ yếu. Tùy theo số lượng trạng thái đó mà người ta gọi tên là sơ đồ 2 mức, 3 mức hay 4 mức. Lý thuyết được sử dụng để khảo sát các quá trình chuyển mức dựa trên các phương trình vận tốc gần đúng, có thể mô tả điều kiện cân bằng giữa vận tốc biến đổi số hạt và số photon của bức xạ laser. Với hệ sơ đồ 2 mức, về nguyên tắc không thể thành lập được mật độ đảo lộn. Còn lý thuyết gần đúng này đối với sơ đồ 3 mức và 4 mức cho ta những biểu thức rất đơn giản và mang ý nghĩa rõ ràng của quá trình bơm laser. Ngoài ra, nó cho phép chúng ta nhận được những kết quả đủ chính xác đối với đa số trường hợp trong thực tế. Người ta khảo sát 2 trường hợp có thể có của vận tốc bơm W p . Nếu W p không phụ thuộc thời gian, ta có laser làm việc ở chế độ dừng (hay chế độ liên tục). Nếu W p phụ thuộc HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 1 SEMINAR VẬT LÝ LASER thời gian, ta có laser làm việc ở chế độ không dừng (hay chế độ xung). Sau đây, ta sẽ khảo sát 2 chế độ hoạt động này của laser. 1. Laser làm việc ở chế độ dừng (hay chế độ liên tục) Chế độ phát dừng của laser xuất phát từ chế độ bơm dừng của bơm quang học. 1.1 Sơ đồ 3 mức Trước hết, ta khảo sát laser làm việc theo sơ đồ 3 mức, ở đó có một đám hấp thụ bức xạ bơm (đám 3). Tuy nhiên, những kết quả nhận được dưới đây sẽ không thay đổi với nhiều đám (hay mức) hấp thụ bức xạ bơm, nếu xác suất dịch chuyển từ những đám này xuống mức laser 2 là rất lớn. Hình 1: Sơ đồ năng lượng của laser 3 mức Giả thiết laser chỉ phát một mode (chỉ một tần số), q i là số photon có sẵn trong hệ cộng hưởng và q là số photon có trong hệ cộng hưởng sau đó. Dịch chuyển từ mức 3 xuống mức 2 xảy ra rất nhanh, do đó có thể đặt N 3 ≈ 0. Như vậy, phương trình vận tốc có: ( ) ( ) c a p t q NNBqVq N NNBqNWN NNN τ τ −−= −−−= =+ 12 2 1212 21   Trong đó: N t : mật độ nguyên tử (phân tử) trong môi trường hoạt tính W p N 1 : mật độ nguyên tử (hay phân tử) được bơm từ mức 1 HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 2 1, N 1 (1.1.1a) (1.1.1b) (1.1.1c) SEMINAR VẬT LÝ LASER Bq(N 2 – N 1 ): quá trình bức xạ cảm ứng và hấp thu giữa mức 1 và mức 2 V a : thể tích của mode bên trong môi trường hoạt tính τ: thời gian sống của mức laser trên Số hạng V a Bq(N 2 – N 1 ) trong biểu thức (1.1.1c) có dấu ngược với dấu của số hạng tương tự Bq(N 2 – N 1 ) trong biểu thức (1.1.1b). Điều này xuất phát từ điều kiện cân bằng đơn giản là: mỗi lần bức xạ cảm ứng là sản sinh một photon (1.1.1c), còn mỗi lần hấp thu là mất đi 1 photon (1.1.1b). Số hạng c q τ thể hiện sự mất mát trong hệ cộng hưởng. Đặt N = N 2 – N 1 (*) gọi là mật độ đảo lộn thì hệ phương trình (1.1.1) ở trên có thể viết lại: ( ) ( ) qBNVq NN BqNNNWN c a t tp               −= + −−−= τ τ 1 2   Những phương trình này cùng với những biểu thức của B và τ c sẽ biểu diễn chế độ làm việc dừng và không dừng của laser theo sơ đồ 3 mức. Để q > 0 (hay cũng chính là q  > 0) thì: ca c a c a BV N BNV BNV τ τ τ 1 1 0 1 >⇔ >⇔ >− Như vậy, sự phát laser chỉ bắt đầu khi mật độ đảo lộn N đạt đến giá trị tới hạn N c ca c BV N τ 1 = Vì ta đang khảo sát chế độ làm việc ở laser ở chế độ dừng, bơm dừng dẫn đến phát dừng, nên ta có 0=N  . Thay N = N c = N 2c – N 1c , q = 0 vào (1.1.2a), ta được: HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 3 (1.1.2a) (1.1.2b) (1.1.3) (1.1.4) SEMINAR VẬT LÝ LASER ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) τ τ τ ct ct cp ct ctcp ct cctcp NN NN W NN NNW NN NBNNW − + =⇒ + −−=⇔ + −−−= 0 .0.20 Biểu thức (1.1.5) thể hiện tốc độ bơm tới hạn, tức là khi W c ≥ W cp thì sự phát laser mới xảy ra. Từ (1.1.1a) và (*):         =+ =− ⇒      + = − = ⇒ −= += cct cct ct c ct c ccc cct NNN NNN NN N NN N NNN NNN 2 1 2 1 12 21 2 2 2 2 Thay (1.1.6) vào (1.1.5): τττ c ccp c c c c cp N NW N N N N W 2 1 1 2 1 2 . 2 2 =⇒== (1.1.7) (1.1.7) là phương trình cân bằng giữa dịch chuyển do bơm và dịch chuyển do bức xạ tự phát. Trong thực tế, N c << N t nên: 1≈ − + ct ct NN NN . Khi đó, (1.1.5) có thể viết lại: τ 1 ≈ cp W (1.1.8) Nếu W p > W cp và không phụ thuộc thời gian thì số photon q sẽ tăng từ giá trị ban đầu đến giá trị dừng q 0 , đồng thời mật độ đảo lộn N cũng đạt đến giá trị cân bằng N 0 . Giá trị dừng q 0 và giá trị cân bằng N 0 có thể nhận được từ (1.1.2) nếu giả thiết: N = 0 và q  = 0 ( )       + −−= == τ τ τ 0 00 0 2 1 NN NNW V q N BV N t tp ca c ca Như vậy, giá trị cân bằng N 0 bằng với giá trị ngưỡng N c . Hai phương trình này thể hiện chế độ làm việc liên tục của laser theo sơ đồ 3 mức. HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 4 (1.1.5) (1.1.6) (1.1.9a) (1.1.9b) SEMINAR VẬT LÝ LASER + Từ (1.1.9b) ta thấy rằng, ngay cả khi W p > W cp , chúng ta vẫn có N 0 = N c , tức là mật độ đảo lộn cân bằng N 0 luôn luôn bằng giá trị mật độ đảo lộn tới hạn N c . Để giải thích rõ hơn đẳng thức này, chúng ta hãy giả thiết rằng, vận tốc bơm W p bắt đầu tăng từ giá trị tới hạn W cp . Khi W p = W cp thì N = N c và q 0 = 0 Khi W p > W cp thì từ (1.1.9) ta thấy N = N c và q > 0. Như vậy, tăng vận tốc bơm lớn hơn giá trị tới hạn thì sẽ tăng số photon trong laser (tức là tăng năng lượng bức xạ của nó) chứ không làm tăng mật độ đảo lộn (tức là năng lượng dự trữ trong môi trường hoạt tính) + Có thể viết phương trình (1.1.9b) dưới dạng rõ ràng hơn: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )       − + −+ =       + −+ =           − + − + = 1 2 2 1 2 0 0 00 0 0 0 0 p ct ctcta p t tcta t tp tca W NN NNNNV W NN NNNNV NN NNW NNV q τ τ τ τ τ τ τ τ τ Thay ( ) τ ct ct cp NN NN W − + = ( ) ( ) ( ) 1 2 1 2 00 0 − + =         − + = x NNV W W NNV q cta cp p cta τ τ τ τ (1.1.10) Với cp p W W x = (1.1.11) Thông thường, người ta cần biết không phải số photon q 0 mà công suất lối ra từ một hay cả hai gương của laser. Công suất lối ra hay tổng công suất bức xạ thoát ra từ hai gương là: u q P ω τ = h (1.1.12) Còn công suất bức xạ thoát ra từ một gương (ví dụ qua gương 1) bằng: 1 1 2 P P γ γ γ = + (1.1.13) HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 5 SEMINAR VẬT LÝ LASER Thay (1.1.10) vào (1.1.12), ta nhận được công suất bức xạ trong trường hợp dừng q = q 0 : ( ) ( ) 0 1 2 a t u V N N P x ω γ τ γ +   = −  ÷   h Ở trên ta đã chứng minh được: τ 1 ≈ cp W (1.1.12) p W 1 3 << τ (1.1.13) Thay (1.1.11) và (1.1.12) vào (1.1.13): x x x WxW cpp τ τ τ τ τ << ===<< 3 3 1 1 . 11 Nếu bơm vượt quá giá trị ngưỡng thì x > 1 và do đó: ττ << 3 (1.1.12) Do đó để mật độ mức ba có thể bỏ qua thì thời gian sống của nó phải nhỏ hơn rất nhiều thời gian sống của mức laser trên. 1.2 Sơ đồ 4 mức Hãy khảo sát hình (1.2) và giả thiết rằng, chỉ có một đám (hay mức) hấp thu bức xạ bơm. Nếu xác suất dịch chuyển 3 → 2 và 1 → 0 đủ lớn, thì có thể đặt: N 3 ≈ N 1 ≈ 0 Trong trường hợp này, phương trình vận tốc có dạng 2 2 2 2 2 1 g t p g a c N N N N N W N BqN q V BN q τ τ + = = − −     = −    ÷         Trong đó: N g : mật độ nguyên tử (phân tử) ở trạng thái cơ bản HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 6 (1.1.11) (1.2.1a) (1.2.1b) (1.2.1c) SEMINAR VẬT LÝ LASER N t : mật độ nguyên tử (phân tử) trong môi trường hoạt tính W p N 1 : mật độ nguyên tử (hay phân tử) được bơm từ mức 1 Bq(N 2 – N 1 ): quá trình bức xạ cảm ứng và hấp thu giữa mức 1 và mức 2 V a : thể tích của mode bên trong môi trường hoạt tính τ: thời gian sống của mức laser trên Hệ ba phương trình (1.2.1) có thể rút về hệ hai phương trình với biến số N(t) và q(t) nếu dùng điều kiện: 2 1 2 N N N N= − ≈ Hệ hai phương trình đó là: ( ) 1 p t a c N N W N N BqN q V BN q τ τ = − − −     = −    ÷         Nhận xét rằng, các phương trình vận tốc đối với photon trong trường hợp hệ 3 mức (1.1.2b) và hệ bốn mức (1.2.2b) là giống nhau. Tuy nhiên, các phương trình vận tốc đối với mật độ đảo lộn trong hai trường hợp trên lại khác nhau (1.1.2a và 1.2.2a). Đặc biệt, số hạng biểu diễn dịch chuyển cảm ứng có dạng -2BqN đối với laser ba mức và -BqN đối với laser bốn mức. Có thể hiểu thừa số 2 sinh ra trong trường hợp thứ nhất nếu chúng ta nhớ lại rằng: một bức xạ của photon sẽ làm biến đổi mật độ đảo lộn hai đơn vị trong laser ba mức (N 2 giảm một, còn N 1 tăng lên một), còn trong laser mức giảm một. Thật vậy, trong hệ bốn mức, N 2 giảm một, còn N 1 hầu như không bị biến đổi vì vận tốc dịch chuyển 1 → 0 khá lớn. Bây giờ, chúng ta dùng hệ phương trình (1.2.2). Đặt q = 0, qua quá trình biến đổi, ta sẽ nhận được biểu thức về mật độ đảo lộn tới hạn: 1 c a c N BV l γ τ σ = = (1.2.3) Tức là cũng giống trường hợp laser 3 mức. Tuy nhiên, vận tốc bơm tới hạn được biểu diễn bởi hệ thức: ( ) c cp t c N W N N τ = − (1.2.4) HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 7 (1.2.2a) (1.2.2b) SEMINAR VẬT LÝ LASER Thông thường, N c << N t nên một cách gần đúng có thể viết (1.2.4) dưới dạng: c cp t N W N τ ≈ (1.2.5) So sánh biểu thức này với (1.1.12) ta thấy vận tốc bơm tới hạn đối với laser bốn mức sẽ nhỏ thua c t N N lần so với trường hợp laser ba mức. Đặt N  = 0 và N = N 0 = N c vào phương trình (1.2.2a) ta nhận được số photon q 0 làm việc ở chế độ liên tục: ( ) ( ) 0 0 0 0 1 c a c p t a N q V W N N V N x τ τ τ τ   = − − = −     (1.2.6) Công suất bức xạ lối ra từ hai gương: ( ) 0 1 a u u q V P x l ω ω γ τ σ τ   = = −  ÷   h h (1.2.7) Công suất bức xạ lối ra qua một gương (ví dụ, qua gương 1) có dạng: 1 1 2 P P γ γ γ = + (1.2.8) Theo giả thiết với sơ đồ 4 mứ c ở trên: 1 0N ≈ và 3 0N ≈ hay N 3 << N 2 và N 1 << N 2 . Trước tiên, ta phân tích điều kiện N 3 << N 2 . Nếu τ 3 là thời gian sống của mức 3, thì trong trạng thái dừng: ( ) 3 3 3 2p g p t N W N W N N τ τ = = − (1.2.9) Vì ( ) c p cp t c xN W xW N N τ = = − và N c ≈ N 2 , nên để thỏa mãn điều kiện N 3 << N c , chúng ta phải có 3 x τ τ << Tiếp theo, ta hãy phân tích điều kiện N 1 << N 2 . Phương trình vận tốc đối với mức 1: ( ) 2 1 1 2 1 1 N N N Bq N N τ τ = − + −  (1.2.10) Với τ 1 là thời gian sống của mức 1. Trong trạng thái dừng ( 1 0N =  và q = q 0 ), ta có: HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 8 SEMINAR VẬT LÝ LASER ( ) 1 20 1 2 1 0 1 1 1 1 1 N xBq N N x Bq τ ττ τ τ τ    +  ÷  ÷     = =     + − +  ÷  ÷     (1.2.11) Để thỏa mãn điều kiện N 1 << N 2 thì từ (1.2.11), ta có: 1 τ τ << (1.2.12) Bất đẳng thức này không phụ thuộc vào x. Chú ý rằng, điều kiện để laser phát là N 1 < N 2 . Điều kiện đó đòi hỏi: 1 τ τ < (1.2.13) Nếu điều kiện đó không thỏa mãn thì laser sẽ không phát (với dịch chuyển tương ứng) ở chế độ dừng. 2. Laser làm việc ở chế độ không dừng (hay chế độ xung) Để nghiên cứu chế độ làm việc không dừng của laser ở ba mức hay bốn mức, chúng ta cần giải hệ phương trình (1.1.2) (đối với ba mức) và (1.2.2) (đối với bốn mức). ( ) ( ) qBNVq NN BqNNNWN c a t tp               −= + −−−= τ τ 1 2   (1.1.2) ( ) 1 p t a c N N W N N BqN q V BN q τ τ = − − −     = −    ÷         (1.2.2) Với vận tốc bơm W p cho trước, ta có thể tìm được q(t) và N(t) nếu biết điều kiện ban đầu. Phương trình biểu diễn chế độ không dừng là phi tuyến đối với biến số q(t) và N(t) nên không có khả năng nhận được nghiệm giải tích tổng quát. Sau đây, chúng ta chỉ khảo sát một vài trường hợp thường gặp trong thực tế và một vài kết quả quan trọng. 2.1 Bơm xung bậc chế độ phát đơn mode Trước hết, chúng ta khảo sát trường hợp vận tốc bơm W p là hàm bậc theo thời gian HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 9 SEMINAR VẬT LÝ LASER 0 0 0 p p khi t W W khi t <  =  >  (2.1.1) Khảo sát laser ba mức với chế độ dao động bé đối với N và q: ( ) ( ) 0 0 N t N N q t q q δ δ = + = + Với 0 N N δ << và 0 q q δ << Khi đó, phương trình (1.1.2) có thể viết lại: ( ) 0 0 0 1 2 p a N N W B q N N q q Bq V N δ δ δ δ τ δ δ   = − + − +  ÷   =   Đưa (1.1.25b) vào (1.1.25a), ta sẽ nhận được phương trình: 2 0 0 0 1 2 2 0 p a q W Bq q B N q V q δ δ δ τ     + + − + =  ÷         (2.1.4) Nghiệm của phương trình này có dạng: ( ) 0 exp sin t q C t t δ ω φ   = − +  ÷   (2.1.5) C và φ được xác định từ điều kiện ban đầu. 0 0 2 2 0 0 1 2 1 2 2 p a W Bq t B N Q V τ ω     + +  ÷       = = (2.1.6) Đưa nghiệm (1.1.28) vào phương trình (1.1.26), ta có: ( ) 0 0 0 exp cos a a q C t N t Bq V Bq V t δ ω δ ω φ   = ≈ − +  ÷    (2.1.7) Trong quá trình đánh giá ω và δN, ta đã sử dụng điều kiện t 0 >> ω 1 . Như thế, trong trường hợp bơm dạng xung bậc, các hàm δN(t) và δq(t) sẽ dịch pha một lượng bằng 90 0 , điều này có nghĩa là sự tăng của bức xạ (số photon) đi sau sự tăng về hiệu độ tích lũy δN(t) HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 10 (2.1.2a) (2.1.2b) (2.1.3a) (2.1.3b) [...]... Hình 3: Laser phát đa mode, sự phụ thuộc của bức xạ phát vào thời gian 2.3 Sự tạo xung cực lớn Việc laser phát xung chủ yếu ở trong trạng thái không dừng và tùy thuộc vào hàm bơm Bơm liên tục ta có laser phát ở chế độ liên tục, còn bơm xung, laser cũng sẽ phát xung dưới dạng các pic thay đổi theo thời gian Để có thể có nhiều ứng dụng khoa học và kỹ thuật, người ta tìm cách cho laser phát ra những xung. .. các laser phát đa mode dù ở chế độ liên tục hay xung, tức dừng hay không dừng, laser sẽ phát các pic không đồng đều theo thời gian Ở laser đa mode, sự phụ thuộc của bức xạ phát có dạng như đơn mode chỉ khi pha của các mode biến đổi ngẫu nhiên, cường độ bức xạ sẽ bằng cường độ toàn phần của cường độ các mode các mặt HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS TS Trần Tuấn TS Phan Bách Thắng SEMINAR VẬT LÝ LASER. .. độ dài “tích phân” của xung bằng: ∆t = HVTH: Phan Trung Vĩnh ( Ni − N f E  γu  =  ÷hωVa Pp  γ  2 Pp ) GVHD: PGS TS Trần Tuấn TS Phan Bách Thắng SEMINAR VẬT LÝ LASER 20 Hoàn toàn bằng con đường lí luận tương tự ta có thể khảo sát động học xung ở laser làm việc theo chế độ bốn mức năng lượng Các kết luận và ý nghĩa vật lý tìm được hoàn toàn không thay đổi so với trường hợp laser 3 mức 2.2.2 Phương... phẩm chất HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS TS Trần Tuấn TS Phan Bách Thắng SEMINAR VẬT LÝ LASER 18  Đưa q = 0 vào phương trình (2.3.2b), ta có thể xác định được mật độ đảo lộn N p tương ứng với đỉnh của xung laser Kết quả nhận được: Np = 1 Va Bτ c (2.3.3) tức là nó bằng chính xác giá trị đảo lộn tới hạn trong chế độ làm việc liên tục Để thuận tiện cho việc tính toán, ta viết hệ phương trình (1.1.37) dưới... nhưng laser không phát Lúc này, độ phẩm chất Q của buồng có giá trị nhỏ (mất mát lớn), chỉ khi đột ngột mở màn chắn thì độ phẩm chất Q của nguồn tăng lên đột biến, các nguyên tử ở trạng thái kích thích chuyển nhanh xuống mức HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS TS Trần Tuấn TS Phan Bách Thắng SEMINAR VẬT LÝ LASER 14 laser dưới, hiệu độ tích lũy giảm rất nhanh và cho phát ra một năng lượng lớn dưới dạng một xung. .. Thắng SEMINAR VẬT LÝ LASER 16 Chất hấp thụ được đặt thay thế chỗ của ngăn Kerr ở phương pháp trước Người ta có thể sử dụng curvet đựng hay một tấm kính phủ dung dịch màu Giữa hoạt chất laser và một gương, người ta đặt chất hấp thụ bão hòa hấp thụ miền phổ bức xạ của laser Để tránh mất mát, chất hấp thụ bão hòa được che phủ thích hợp hay đặt nghiêng một góc nào đó với trục buồng cộng hưởng Khi cường độ laser. .. động học tạo xung qua chế độ làm việc đơn mode của laser Khi laser làm việc ở chế độ đa mode thì như đã nêu ở trên mode phát không đều tạo nên các pic không đều Tuy nhiên, nếu bằng cách nào đó ta giữ cho các mode được phát có biên độ gần như nhau và pha của chúng là đồng bộ (synchrone) thì sẽ tạo được xung có công suất lớn Chế độ hoạt động không dừng này cũng gọi là chế độ đồng bộ mode của laser Xét thí... (1.3.40), laser đã phát các xung lớn với khoảng cách giữa các xung là τ '= ∆ω = 2π 2 L = ∆ω c (2.3.12) πc là khoảng cách giữa hai mode trước khi có đồng bộ mode Theo (1.3.44), L hai xung cách nhau đúng bằng thời gian ánh sáng đi một vòng trong buồng cộng hưởng Khoảng thời gian xung Δτ’ có thể xác định từ (2.3.8), đó là hai lần khoảng thời gian tính từ vị trí cực đại xung đến giá trị bằng 1 của cực đại xung. .. ta đặt trong buồng cộng hưởng một vật hấp thụ bão hòa có hai mức mà tần số dịch chuyển giữa chúng trùng đúng với tần số phát laser Nếu hai mode được phát thì trường của chúng sẽ tương tác với vật hấp thụ bão hòa và làm cho hiệu độ tích lũy sẽ phụ thuộc vào hiệu tần số của hai mode này Số HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS TS Trần Tuấn TS Phan Bách Thắng SEMINAR VẬT LÝ LASER 23 hạng này mô tả sự biến đổi... bé, laser không phát Sự tiếp tục bơm làm tăng nghịch đảo độ tích lũy và khi quay sao cho để gương về vị trí ban đầu song song với gương kia, độ phẩm chất Q tăng lên rõ rệt và laser sẽ phát ra một xung có công suất lớn trong thời gian rất ngắn Với phương pháp này muốn có được xung lớn cần tốc độ quay của gương vào cỡ 30 000 vòng/phút Do cơ học làm quay bị hạn chế nên phương pháp này không thể cho xung . SEMINAR VẬT LÝ LASER SEMINAR VẬT LÝ LASER Quá trình kích thích nguyên tử từ mức cơ bản lên mức trên của laser được gọi là quá trình bơm. Có 2 phương. ta có laser làm việc ở chế độ dừng (hay chế độ liên tục) . Nếu W p phụ thuộc HVTH: Phan Trung Vĩnh GVHD: PGS. TS. Trần Tuấn TS. Phan Bách Thắng 1 SEMINAR VẬT LÝ LASER thời gian, ta có laser. Bách Thắng 12 (2.1.8a) (2.1.8b) SEMINAR VẬT LÝ LASER Hình 3: Laser phát đa mode, sự phụ thuộc của bức xạ phát vào thời gian 2.3 Sự tạo xung cực lớn Việc laser phát xung chủ yếu ở trong trạng thái