Interested Article - Оптическая накачка

Оптúческая накáчка - метод создания инверсии населенности в веществе воздействием электромагнитного излучения более высокой частоты, чем частота квантового инверсионного перехода. Этот метод, позволяющий сдвигать электроны в атомах с одного магнитного подуровня на другой, лег в основу создания квантового генератора света – лазера .

Теория

Метод был открыт в 1950 году Альфредом Кастлером , когда пучок света соответствующей частоты поднимает атомы или молекулы до более высокого энергетического уровня, при этом не занимая все подуровни. Из этого следует, что при обратных переходах атомов в основное состояние свет неравномерно распространяется в различных направлениях и при этом частично поляризован в каждом направлении. Если электромагнитное поле, приложенное к поднятым атомам, имеет энергию фотонов, необходимую для индуцирования переходов между занятыми и незанятыми подуровнями и испускаемый свет изменяет и поляризацию, и пространственное распределение, такое изменение указывает на то, что радиочастота находится в резонансе с разностью энергий. Метод оптической накачки Кастлера, стал средством точного закрепления расположения подуровней поднимаемых атомных состояний.

Считается, что при оптической накачке атом ориентирован на $m_{F}$ уровень, но из-за циклической природы данного процесса связанный электрон фактически подвергается повторному возбуждению и распаду между подуровнями верхнего и нижнего состояний. Поляризация и частота накачки лазера определяют, на какие $m_{F}$ подуровни ориентирован лазер.

Примечания

В практике полностью когерентная оптическая накачка может не произойти из-за увеличения мощности ширины линии перехода и нежелательных эффектов, таких как захват сверхтонкой структуры и захват излучения. Следовательно, ориентирование атома в более общем случае зависит от частоты, интенсивности, поляризации, спектральной ширины полосы лазера , от ширины линии и вероятности трансформации поглощающего перехода.