المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 12056 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Absorption of Pump Radiation by the Gain Medium and Transfer of Energy to the Upper Laser Level  
  
1888   11:38 صباحاً   date: 31-1-2021
Author : Walter Koechner Michael Bass
Book or Source : Solid-state Lasers
Page and Part : 90


Read More
Date: 26-1-2021 1523
Date: 9-3-2016 2103
Date: 14-3-2016 2007

Absorption of Pump Radiation by the Gain Medium and Transfer of Energy to the Upper Laser Level

This energy transfer can be divided into two processes. The first is the absorption of pump radiation into the pump bands of the gain medium expressed by ηa, and the second is the transfer of energy from the pump band to the upper laser level expressed by ηQηs.
The absorption efficiency is the ratio of power Pa absorbed to power Pe entering the laser medium
ηa = Pa/Pe. ........(1)
The quantity ηa is a function of the path length and the spectral absorption coefficient of the laser medium integrated over the emission spectrum of the pump source. If the pump radiation is totally diffuse inside the laser rod, as is the case when the lateral surface is rough ground, a good approximation can be derived by expressing (1) in a different form

.......(2)

where dPa/dV is the power absorbed per volume, Iw is the power density at the cylindrical surface of the rod, and F, V are the cylindrical rod surface and volume of the rod, respectively.
The power absorbed per volume can also be expressed by dPa/dV = α0 Iav, where α0 is the absorption coefficient of the laser material averaged over the spectral emission range of the lamp and Iav is the average power density inside the rod. Radiation with an energy density Wav propagating at a velocity c has a power density of Iav = cWav, where c = c0/n0 is the speed of light in the medium and n0 is the refractive index. The energy density in the laser rod has a radial dependence due to absorption. The average value Wav can be closely approximated by taking the energy density Ws at the surface weighted by the factor exp(−α0R), where R is the rod radius and α0 is the absorption coefficient. It follows that this is a valid approximation over a large range of α0. From these considerations follows

...(3)

Owing to grinding the lateral surface of the rod, the pump radiation upon entering the rod will be diffused. For an enclosure with diffusely reflecting walls, we obtain from blackbody radiation theory a relationship between energy Ws inside the enclosure and the intensity Iw emitted by the walls

.......(4)

Introducing (3, 4) into (2) yields our final result

......(5)

For diode pumped lasers, the absorption efficiency can be approximated by

.....(5)

where α0 is the absorption coefficient of the laser crystal at the wavelength emitted by the laser diode and l is the path length in the crystal. Detailed data on ηa for both flashlamp.
The upper state efficiency may be defined as the ratio of the power emitted at the laser transition to the power absorbed into the pump bands. This efficiency is the product of two contributing factors, the quantum efficiency ηQ, which is defined as the number of photons contributing to laser emission divided by the number of pump photons, and ηS, the quantum defect efficiency. The latter is sometimes referred to as the Stokes factor, which represents the ratio of the photon energy emitted at the laser transition hνL to the energy of a pump photon hνp, that is,

..........(6)

where λP and λL is the wavelength of the pump transition and the laser wavelength, respectively. For Nd :YAG emitting at 1064 nm that is pumped by a laser diode array at 808 nm, we obtain ηS = 0.76, and ηQ = 0.90.
In a flashlamp-pumped system, the value of ηS is an average value derived from considering the whole absorption spectrum of the laser.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.