四能階系統

Nd:YVO4雷射晶體用以產生倍頻之紅綠藍三原色的能階示意圖。

From:科學發展月刊,小型固態雷射的研發,黃升龍、鄭木海

四能階系統:

用來說明雷射系統。

一開始,大部分的電子處在最低能階 Latex formula(ground state)。為了達到居量反轉的效果,我們利用幫浦機制,將電子打到高能階狀態(外界提供 Latex formula 能量),一般來說,電子會在極短時間內釋放出部分能量,而來到亞穩態能階(metastable level) Latex formula。電子在 Latex formula 能階會停留比較久的時間,如此, Latex formula 能階才能累積較多電子。一段時間後, Latex formula 能階的電子會自然躍遷到較低能階 Latex formula 而釋放出光子。當然,電子在 Latex formula 能階的存活時間要短,也就是說,在 Latex formula 能階的電子很快的會回到最穩定的 Latex formula 能階狀態,如此一來,才可以造成 Latex formula 能階與 Latex formula 能階間電子的居量反轉。

若此時有一光子進來(利用共振腔),此光子能量剛好跟(Latex formula)一樣,則在 Latex formula 能階的電子會受激躍遷到 Latex formula 能階,並釋放出一個與入射光子一樣的光子 Latex formula。(此過程為受激輻射)

利用808nm的半導體雷射作為幫浦機制,激發出1064nm的雷射光。