Springen naar inhoud

Lasers


  • Log in om te kunnen reageren

#1

maxke

    maxke


  • >25 berichten
  • 45 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 13 januari 2009 - 18:09

Hallo,

ik vroeg me het volgende af: waarom stelt men bij de werking van He-Ne lasers altijd dat de He atomen geŽxciteerd worden en dan op hun beurt de Ne atomen zullen exciteren wanneer ze ertegen botsen.

Waarom, als je energie in je laser pompt, worden de Ne atomen niet geŽxciteerd? Of worden deze ook geŽxciteerd, maar spreekt men hier algemeen niet over?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Rude

    Rude


  • >250 berichten
  • 393 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 januari 2009 - 15:19

Dit is het makkelijkst uit te leggen via het energie diagram van een HeNe laser

Geplaatste afbeelding

Om lasing uit een atoom te kunnen krijgen, heb je populatieinversie nodig: er moet een enorm reservoir van aangeslagen electronen zijn om de vrijgekomen plekken in het energie diagram (die vrijgekomen zijn door uitzending van licht) op te vullen, zonder dat het hele systeem hier iets van merkt.
Neon heeft instabiele energie-niveaus en zal dus snel na aangeslagen worden terugvallen naar een lagere toestand (onder uitzending van licht).
Helium heeft meta-stabiele energieniveaus (lees: eenmaal aangeslagen valt het niet zomaar uit zichzelf terug naar de grondtoestand)

dus om echt antwoord te geven op je vraag: JA alleen Neon zou werken als laser, maar dan moet je zo ontzettend veel energie erin pompen om die populatieinversie aan te houden, dat het eigenlijk waanzin is. Daarentegen heeft Helium 2 energie-niveaus die vergelijkbaar zijn aan de resonantie-energieniveaus van Neon. Daarom wordt er gezegd dat de energie via Helium naar Neon gaat; Helium is hier dus het energie-reservoir voor de Neon atomen en hier wordt dus de populatie-inversie aangegaan.

is dat een beetje duidelijk, of moet ik het duidelijker proberen te vertellen?
Het is zwart met een witte dop en het lijnt je opstelling uit... Calibrero
Het is groen en het synchroniseert je signaal... Kermit de Trigger
Als je teveel energie hebt, kun je beter een andere baan zoeken.

#3

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 15 januari 2009 - 19:08

Vormen de heliumatomen een soort spaarpot voor elektronen met relatief hoge energie?

#4

Rude

    Rude


  • >250 berichten
  • 393 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 januari 2009 - 15:41

mmm... spaarpot is misschien niet helemaal de juiste benaming. ik denk wel dat je het goed bedoelt, maar mijn idee bij een spaarpot is: je propt er iets van buitenaf in, wat er dan vervolgens in blijft tot je het eruit haalt.
Je voegt geen elektronen toe aan een heliumatoom, maar je slaat het heliumatoom aan, zodat de elektronen van een lagere energiebaan naar een hogere energiebaan gaan, die nog vrij is.
Het is dus niet zozeer het heliumATOOM dat de spaarpot is, maar het heliumatoom-ENERGIENIVEAU dat als spaarpot zou kunnen dienen (waarbij dus het "geld" vanuit het ene energieniveau naar het andere gaat, en niet van buitenaf erin gestopt wordt)
Het is zwart met een witte dop en het lijnt je opstelling uit... Calibrero
Het is groen en het synchroniseert je signaal... Kermit de Trigger
Als je teveel energie hebt, kun je beter een andere baan zoeken.

#5

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 17 januari 2009 - 00:16

Het is dus niet zozeer het heliumATOOM dat de spaarpot is, maar het heliumatoom-ENERGIENIVEAU dat als spaarpot zou kunnen dienen (waarbij dus het "geld" vanuit het ene energieniveau naar het andere gaat, en niet van buitenaf erin gestopt wordt)

Dat laatste bedoelde ik inderdaad.

#6

maxke

    maxke


  • >25 berichten
  • 45 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 januari 2009 - 18:03

@rude,

even zien of ik het volledig begrijp:

Neon wordt ook geŽxciteerd in het begin, maar doordat het zo onstabiel is, vallen ze snel terug naar beneden.
Helium daarentegen valt niet snel terug en kan dus in deze toestand van meer energie blijven en aldus zijn energie aan Neon geven.
Met andere woorden je gaat helium gebruiken om te voorkomen dat Neon veel te snel terugvalt.
Moest Neon niet zo snel terugvallen, zou je in feite geen helium nodig hebben.

Alleen toch nog de volgende vraag: Neon valt snel terug, maar waarom is dit een probleem? Uiteindelijk willen we toch dat Neon terugvalt en zo ervoor zorgt dat we een laserstraal hebben.
Of is het antwoord op deze vraag zoals je al zei: omdat je die populatie inversie nodig hebt? met andere woorden: je moet ervoor zorgen dat de meeste Neon deeltjes geŽxciteerd blijven.

Is dit een beetje een juiste redenering?

#7

Rude

    Rude


  • >250 berichten
  • 393 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 januari 2009 - 00:04

Precies!

Neon valt te snel terug naar z'n grondtoestand en om een gestimuleerde emissie te kunnen maken, moet je ergens een energieniveau hebben waarbij de aangeslagen energietoestand _altijd_ meer elektronen bevat dan de niveaus daaronder.
Je kan elektrisch niet "snel genoeg" pompen en dus zal er wel licht uitgezonden worden, maar geen laser-licht.
Het is zwart met een witte dop en het lijnt je opstelling uit... Calibrero
Het is groen en het synchroniseert je signaal... Kermit de Trigger
Als je teveel energie hebt, kun je beter een andere baan zoeken.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures