Выдержка из книги
Сборник Н.С.
Твоя и моя физика. В.1
Так происходит процесс накачки рубина - рабочего тела лазера. Следует отметить, что в возбужденное состояние сразу переходит большинство ионов хрома. Обратный переход ионов хрома в основное состояние происходит в два этапа. Вначале возбужденные ионы хрома отдают часть своей энергии кристаллической решетке рубина, т.е. опускаются на более низкий, но не основной энергетический уровень. На этом уровне их среднее время жизни составляет примерно одну тысячную секунды, что в сто тысяч раз больше времени нахождения ионов хрома в возбужденном состоянии, поэтому такое состояние называется метастабильным. За это время в метастабильном состоянии успевает оказаться большинство ионов хрома. Таким образом, их число в метастабильном состоянии оказывается больше числа ионов хрома в основном состоянии. Так ионы хрома переходят в состояние с инверсной заселенностью. Эти новые фотоны в свою очередь вызовут появление новых фотонов, вследствие чего число испущенных фотонов будет лавинообразно нарастать. Все они будут лететь в одном направлении и будут иметь одинаковую частоту и фазу, т.е. излучаемые волны будут когерентны. Чтобы увеличить число фотонов, их заставляют многократно отражаться от зеркал, помещенных на торцах кристалла рубина, причем одно из зеркал делают полупрозрачным, благодаря чему через это зеркало луч выходит из лазера, когда свет становится достаточно интенсивным. Система зеркал выполняет функции резонатора, выделяющего из всего возможного спектра колебаний только те колебания, на которые он настроен. Итак, активная среда в лазерах играет роль усилителя в радиотехнических генераторах, спонтанное испускание - роль шума, а резонатор - роль системы обратной связи.
