Ці спеціальні прийоми такі: 1. Необхідно, щоб якомога більше атомів в речовині перебували у збудженому стані (тобто із заповненням переважно вищих енергетичних рівнів). Речовина, в якому більшість атомів знаходиться в збудженому стані, називають речовиною зінверсної заселенностью енергетичних рівнів. Інверсія в речовині досягається застосуванням 1. Потужного зовнішнього джерела енергії.
2. Спеціальних речовин, для яких легше отримати инверсную заселеність енергетичних рівнів. У їх атомах є, так звані, метастабільні енергетичні рівні, які також є вищими по відношенню до основних рівням, однак час перебування на них електронів відносно велике (10-2 - 10-4 с). Можливість існування таких рівнів обумовлена ??тим, що перехід електрона з такого рівня в основний стан з випромінюванням фотона малоймовірний (заборонений правилами переходу).
3. Пристосування, яке забезпечить багаторазове проходження фотонів через речовину зінверсної заселенностью енергетичних рівнів, викликаючи якомога більше індукованих переходів.
Всі ці спеціальні прийоми були об'єднані в пристрої, який носить назву лазер.
Лазер - прилад для отримання потужного електромагнітного випромінювання в оптичному діапазоні довжин хвиль шляхом індукованих переходів у квантовій системі.
Активна середу - це речовини, в яких створена інверсна заселеність енергетичних рівнів атомів. У ролі активних середовищ використовують кристали діелектриків, напівпровідники, рідкі розчини органічних барвників, газові суміші. Іноді їх називають робочою речовиною лазера.
Інверсне стан речовини активного середовища створюють 2 шляхами. Перший з них - використовують речовини, атомам яких властиві метастабільні рівні (це сприяє накопиченню електронів на даному рівні). Другий - за допомогою зовнішніх чинників забезпечити максимальний перехід атомів на вищі енергетичні рівні.
Збудження активного середовища називають накачуванням (найчастіше оптичне накачування спеціальної газорозрядної лампою або за допомогою газового електричного розряду). Накачування забезпечує инверсную заселеність атомів і поява первинних фотонів. Внаслідок спонтанних переходів електронів на нижчі енергетичні рівні з'являються первинні фотони, під дією яких утворюють вторинні.
Оптичний резонатор - система з 2 дзеркал, що мають загальну оптичну вісь, що служить для фокусування вторинних фотонів. Для цього активне середовище поміщають між дзеркалами резонатора. Фотони рухаються уздовж його осі, багаторазово перетинаючи активне середовище внаслідок багаторазового відбиття від дзеркал. При цьому вони призводять до появи все більшого числа індукованих фотонів і утворення інтенсивного, вузько спрямованого потоку фотонів (світлового променя), який при певній потужності пучка виходить з резонатора.
Шляхом зміни довжини резонатора і коефіцієнта віддзеркалення дзеркал забезпечується отримання монохроматичного світло...
