레이저 발진조건

목차

1. 광 이득 계수 g
2. 문턱 이득 계수

본문내용

따라서 제가 발표를 맡게 된 4.6장은 레이저가 어떠한 빛의 유도방출을 이용하여 빛을 증폭시키는지에 대한 발진 조건을 제시하고 있습니다.
먼저 여기 그림 (a)를 살펴보면, 동일한 두 에너지 준위차이 E2와 E1 사이의 에너지 차에 의해서 입사한 전자가 아래 궤도에 떨어지는데 이 때 생성되는 빛은 입사하는 빛과 같은 방향과 같은 위상을 갖게 됩니다.
이 과정은 마치 빛이 하나가 입사 했는데 동일한 성질의 빛이 두 개가 되므로 2배 증폭되었다고 말할 수 있는데 이 것을 유도방출이라고 합니다.
따라서 유도방출을 위해서는 이러한 밀도반전이 필요하며, 밀도반전이 이루어지면 결과적으로 광 이득을 얻게 됩니다.
광 이득은 레이저 매질을 통과하는 단위 길이당 에너지 증가로 측정됩니다.

즉, 광 이득 계수는 단위 길이당 광 파워의 부분적인 변화로써 이와 같은 식으로 정의 될 수 있습니다.
이 때, 광 이득계수는 같은 에너지 준위차 E2와 E1 사이에서 일어나는 E2에서 E1으로의 유도방출 변화가 광자흡수를 능가하여 생기는, 단위길이당 유도 방출의 총 변화율을 나타내는데,관계식은 이와 같습니다.
따라서 광 이득계수와 광자 농도의 총 변화율을 사용하여 광 이득을 구할 수 있습니다.
단위 주파수당 발광 에너지 밀도는 이와 같은데, 이는 광자의 농도와 하뮤가 델타 v를 갖는 주파수에 의해 분산이 되기 때문입니다.
따라서 광자 농도의 총 변화율을 광 이득 계수와 단위 주파수당 발광 에너지 밀도에 대입하여 계산해 줌으로써 일반적인 광 이득 계수를 이와 같이 얻게 됩니다.

참고 자료

없음