جذب و گسیل القایی

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
zahraaa

نام: zahra

عضویت : سه‌شنبه ۱۴۰۰/۱/۱۷ - ۱۳:۱۲


پست: 6



جنسیت:

جذب و گسیل القایی

پست توسط zahraaa »

در مورد رهیافت الکترودینامیکی توضیح دهید؟

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 724

سپاس: 427

جنسیت:

تماس:

Re: جذب و گسیل القایی

پست توسط rohamjpl »

خوب رویکرد الکترودینامیک این هست که به پدیده‌های الکترومغناطیسی برآمده از برهم‌کنش بارهای الکتریکی و جریان‌های الکتریکی می‌پردازد. اما در مورد کوانتوم ، الکترودینامیک کوانتوم (QED) نظریه میدان کوانتومی نسبی گرایش الکترودینامیک که. در اصل ، این روش تعامل نور و ماده را توصیف میکنه و اولین نظریه ای است که در آن توافق کامل بین مکانیک کوانتوم و نسبیت خاص حاصل می شود. QED از نظر ریاضی همه پدیده های مربوط به تعامل ذرات باردار با استفاده از مبادله فوتون ها را توصیف می کند و نشان دهنده همتای کوانتومی الکترومغناطیس کلاسیک است که من فقط همون الکترودینامیک کلاسیک خوندم .اما گسیل جذبی و القایی
فرایندی است که در آن یک الکترون (یا یک حالت مولکولی تحریک‌شده) با یک موج الکترومغناطیسی با یک فرکانس مشخص تعامل می‌کند و در نتیجهٔ این تعامل انرژی خود را به میدان الکترومغناطیسی می‌دهد. فوتونی که از راه گسیل تحریکی حاصل می‌شود دارای فاز، بسامد، قطبش و راستایی همسان با فوتون‌های موج اولیه است. این نوع گسیل در برابر گسیل خودبه‌خودی مطرح می‌شود که در آن گسیل مستقل از میدان مغناطیسی محیط شکل می‌گیرد. ببینید گسیل جذبی از پدیده‌های اساسی در تولید لیزر است.انتشار زمان بندی شده فرایندی است که طی آن یک فوتون ورودی با یک فرکانس خاص می تواند با یک الکترون اتمی برانگیخته (یا دیگر حالت مولکولی برانگیخته) برهم کنش داشته و باعث افت آن به سطح انرژی پایین تر شود. انرژی آزاد شده به میدان الکترومغناطیسی منتقل می شود و یک فوتون جدید با یک فاز ، فرکانس ، قطبش و جهت حرکت ایجاد می کند که همه با فوتون های موج حادثه یکسان هستند. این در مقایسه با انتشار خود به خودی است که در فواصل تصادفی و بدون توجه به میدان الکترومغناطیسی محیط رخ می دهد.
این فرایند از نظر فرم با جذب اتمی یکسان است که در آن انرژی فوتون جذب شده باعث انتقال اتمی یکسان اما متضاد می شود: از سطح پایین به سطح انرژی بالاتر. در محیط های عادی در حالت تعادل گرمایی ، جذب بیش از انتشار تحریک شده است زیرا در حالت های انرژی کمتر الکترون های بیشتری نسبت به حالت های انرژی بالاتر وجود دارد. با این حال ، هنگامی که یک وارونگی جمعیت وجود دارد ، میزان انتشار تحریک شده بیش از میزان جذب است و می توان یک تقویت نوری خالص را به دست آورد. چنین محیطی افزایش ، همراه با تشدید کننده نوری ، در قلب لیزر یا میزر قرار دارد. فاقد مکانیسم بازخورد ، تقویت کننده های لیزر و منابع فوق لامپ نیز بر اساس انتشار تحریک شده عمل می کنند.اکثر اتم‌های یک محیط، تعداد الکترون‌های بیشتری در حالت پایه نسبت به حالت برانگیخته دارند. دلیل اینکه در شرایط عادی مواد تابش خودبه‌خودی ندارند (البته در ناحیه مرئی) نیز همین است. حال فرض کنید که بتوانیم با اعمال انرژی کافی (اصطلاحاً پمپ کردن انرژی) الکترون‌ها را به تراز برانگیخته ببریم. در این حالت تعداد جمعیت الکترون‌های برانگیخته نسبت به الکترون‌های حالت پایه بیشتر می‌شود. به این حالت وارونی جمعیتPopulation Inversion می‌گویند.
حال فرض کنید که مقدار انرژی به قدری باشد که بتوانیم این الکترون‌های برانگیخته را قبل از تابش خود‌به‌خودی و برگشت به حالت پایه یا ترازهایی با انرژی کمتر، برای مدتی در آن حالت برانگیخته نگه داریم. اصطلاحاً به این تراز «شبه پایدارMeta-Stable Stateمی‌گویند.
حال اگر فوتونی که انرژیش برابر با اختلاف انرژی دو تراز برانگیخته و پایه باشد به محیط فعال (محیط بهره) بتابد و با الکترون برخورد کند، باعث می‌شود که الکترون فوتونی با همان انرژی تابش و به حالت پایه باز گردد. به این امر تابش القایی می‌گویند. در این صورت دو فوتون (یکی فوتون اولیه تابش شده و دومی فوتون تابش شده از الکترون) در محیط داریم که در واقع نور تقویت شده محسوب می‌شود هر کدام از این فوتون‌ها می‌توانند با برخورد به دیگر الکترون‌های برانگیخته فوتون دیگری تولید کنند. در انتهای این امر تعداد زیادی از فوتون‌های هم‌فرکانس داریم که در داخل کاواک پر‌شدت‌تر شده و باریکه‌ پرانرژی و همدوس لیزر با پهنای فرکانسی کم را تشکیل می‌دهند$hf=E_{1}-E_{0}$
تصویر

ارسال پست