1. Uuri

Kolmetasandiline aatom

Tõhusa laserseadme saavutamiseks kasutatakse mitte ainult aatomi kahte taset (lasersiirde tase), vaid kolmetasandilist konfiguratsiooni, et saavutada niinimetatud populatsiooniinversioon kõrgel tasemel, kust langeva laine stimuleerimisel saavad aatomid kiirata samaaegselt.

Populatsiooniinversiooni saavutamiseks peame pumpama elektroni tasemelt 1 tasemele 2 elektromagnetlaine abil, millel on õige sagedus ning mis annab aatomitele energiat kõrgemale tasemele hüppamiseks.
Kui meil on ainult kaks taset, siis elektromagnetlaine pumpab elektronid madalamalt tasemelt kõrgemale samal määral, kui laine stimuleerib kiirgustasemelt 2 tasemele 1. Meil on vaja elektron “lõksu püüda” kõrgemal tasemel.

Kasutades aatomi kolme taset, saame pumbata elektroni kõrgele tasemele (tase 3). Elektron langeb kiiresti vahepealsesse tasemesse (tase 2) ja jääb sinna seni, kuni õige sagedusega laine stimuleerib ülemineku tasemele 1.

Selle protseduuri jaoks on vaja kahte erineva sagedusega stimuleerivat lainet. Esimesel (pumpamiskiirgus) on sagedus , samal ajal kui teisel (stimuleeriv kiirgus) on sagedus .

Seade seatakse “valmisoleku” seisundisse pumpamislaine põhjustatud populatsiooniinversiooni abil. Kui on vaja laserkiirgust, lastakse stimuleeriv laine materjalist läbi ning teise taseme elektronid langevad kõik korraga, tekitades tugeva kiirguse.
Stimuleeriva langeva laine täielikuks ärakasutamiseks laseris paigutatakse aktiivne materjal peeglite vahele.

Need peeglid moodustavad resonantsõõnsuse, mis võimendab kiirguse emissiooni.

Lisaks aktiivsetele materjalidele nagu rubiin kasutatakse tänapäeva tehnoloogias ka dioodlasereid.