LASER: Equazioni di bilancio.

From: AndreaDB <AndreaDB_at_tiscalinet.it>
Date: 1999/08/31

Salve a tutti,
Sono uno studente di ingegneria Elettronica ed ho avuto modo di
fronteggiare i problemi della teoria dei laser.
Vorrei sottoporre voi alcuni quesiti a riguardo.

SISTEMA LASER A 4 LIVELLI:

Supponendo i livelli energetici in ordine decrescente :
3 -> (fast decay) -> 2 => LASER => 1 ->(fast decay) -> g
Il sistema delle equazioni di bilancuio �:

    (1) N[Tot]= N[2] + N[g]
    (2) d(N[2])/dt= W[p]N[g] - BqN[2]-N[2]/T
    (3) d(q)/dt= V[a]BqN[2] - q/T

Dove :
N[Tot] : Numero di atomi per unit� di volume
N[g] : numero di atomi nel livello energetico di base
N[2]: numero di atomi nel livello energetico 2
W[p]: probabilit� che un atomo passi per effetto del pompaggio dal livello
fondamentale al livello 3 e quindi (subito) in 2 ( Pumping rate).
B q : Prob. di emissione stimolata per unit� di tempo
B : probabilit� di transizione stimolata per unit� di tempo per fotone e per
modo.
T: vita media del livello energetico 2
V[a]: volume del modo (zona di interazione radiazione-materia)



Mi chiedo:
1_ q � il numero di fotoni.... di che cosa???
    (Forse � il numero totale di fotoni presenti nella cavit�... includendo
anche quelli necessari per il pompaggio?)
     la presenza di un fotone non � testimone dell'avvenuta transizione di
uno ed un solo atomo da un livello energetico ad un altro (per cui tale
numero conta gli atomi "in gioco"?)
2_Posso interpretare B come il numero di fotoni che mediamente viene emesso
per emissione stimolata dal livello energetico 2 al livello energetico 1,
nell'unit� di tempo?
3_Quale � il significato della terza equazione?
    q � il numero di fotoni di che? Perch� moltiplico BqN[2] per V[a] ?
Il termine "-q/T" di quale significato � rivestito?E' come se tenesse conto
di un assorbimento di fotoni dal livello2... Perch� il decadimento di un
atomo del livello 2 dovrebbe dipendere dal q (totale) comprendendo un
assorbimento anzich� una emissione( segno meno) ???
Il "T" della seconda equazione � davvero lo stesso "T" della terza
equazione( o � un errore del prof o di trascrizione)?

SISTEMA LASER A TRE LIVELLI :
3 -> (FAST DECAY) -> 2 => Laser => 1

        N[t]= N[1]+N[2]
        d(N[2])/dt =W[p]N[1] -Bq(N[2]-N[1]) - N[2]/T
        dq/dt=V[a]Bq(N[2]-N[1])-q/T[c]

Come si giustifica la presenza di "(N[2]-N[1])" nella (2) e nella (3) del
sistema a tre livelli energetici differentemente dal "N[2]" nella (2) e
nella (3) del sistema a quattro livelli energetici ?

Grazie a chiunque voglia soccorrermi
Received on Tue Aug 31 1999 - 00:00:00 CEST