Physics
Laser et décharge
Pompez un milieu à trois niveaux au-delà de son seuil et regardez l'émission stimulée prendre le dessus ; puis lancez des électrons dans un tube à décharge vers les creux de Franck-Hertz.
Ce qui se passe
Montez la lampe de pompage et le barreau entre les miroirs reste muet - jusqu'au seuil en forme close, où le nombre de photons explose, sonne en oscillations de relaxation et s'installe en un faisceau dont l'éclat croît linéairement avec la pompe, tandis que les barres de population montrent le gain verrouillé exactement sur les pertes des miroirs. Cochez le schéma à deux niveaux et la même pompe échoue à jamais : pas d'inversion sans troisième niveau. Dans le tube à décharge, les électrons surfent le champ et flashent violet, bleu et rouge exactement aux différences de niveaux - aucune lueur sous 4,9 volts - pendant que le courant collecté balayé creuse les creux de Franck-Hertz espacés de 4,9 volts.
Équations du module
Équations dN₂/dt = R_pump N₁ − (A + B I) N₂ (trois niveaux) amplification optique lorsque N₂ > N₁; seuil laser lorsque le gain optique est égal à la perte optique L’intensité I augmente par émission stimulée : un photon incident, deux photons identiques émis
