Optikai rezonátor

A RadiWiki wikiből

A lézer fény erősített fény, amelyet optikai rezonátorban állítunk elő. Az optikai rezonátor tarlalmazza a lézer anyagot két, egymással párhuzamos tükör között, felépítése az ábrán látható.

Az optikai rezonátor elvi felépítése.

Az egyik tükör (T1) teljesen visszaverő, tehát reflexiós koefficiense közel 1 (r≈99,9 %), a másik (T2) pedig részben áteresztő, reflexiója kb 98 %-os, transzmissziós koefficiense 2 % körüli. A lézer anyagban pumpálással előidézzük az inverziót, és indukált emisszióra kényszerítjük. Ez történhet pl. villanófénnyel, amelynek a színképe (spektruma) folytonos, ezért tartalmazza az indukált emisszió létrejöttéhez szükséges rezonancia-frekvenciát is. Ekkor a fotonok száma minden egyes gerjesztett atommal való találkozáskor indukált emissziók révén sokszorozódik, a keletkező fotonok mindegyike azonos frekvenciájú, fázisú, terjedési irányú és polarizációjú lesz. Az ilyen fénnyalábot koherens nyalábnak hívjuk. Az eredmény tehát egy egyre erősödő intenzitású, nagymértékben rendezett, koherens fénnyaláb lesz.

A felerősödött párhuzamos nyaláb egy része a T2 féligáteresztő tükörhöz érve visszaverődik, más része kijut a rezonátorból. Ez utóbbit látjuk lézer fényként. A visszavert nyalábban lévő fotonok közben folymatosan indukált emisszióra késztetik az időközben ismét felpumpált lézer-anyagot, így a fénykibocsátás addig folytatódik, amíg a pumpálás tart.

A T2 tükörről történő visszaverődéskor a fénysugár szembe találkozik a még T2 felé haladó sugarakkal és ugyanez történik T1-nél is. A két szemben haladó hullám interferenciát hoz létre, amelynek a lézernél erősítésnek kell lennie, hiszen erősített fény elérése a cél. Az erősítés feltétele, hogy az interferáló hullámok azonos fázissal találkozzanak. A visszavert hullám fázisa akkor lesz azonos a beeső hulláméval, ha az optikai rezonátor hossza a hullámhossz egész számú többszöröse: , mert ekkor a hullámok azonos fázissal verődnek vissza.