Physics
Laser e scarica
Pompate un mezzo a tre livelli oltre la sua soglia e guardate l'emissione stimolata prendere il comando; poi lanciate elettroni in un tubo a scarica verso gli avvallamenti di Franck-Hertz.
Cosa succede
Alzate la lampada di pompa e la barra tra gli specchi resta muta - fino alla soglia in forma chiusa, dove il numero di fotoni esplode, risuona in oscillazioni di rilassamento e si assesta in un fascio che si accende linearmente con la pompa, mentre le barre di popolazione mostrano il guadagno bloccato esattamente sulle perdite degli specchi. Spuntate lo schema a due livelli e la stessa pompa fallisce per sempre: senza terzo livello niente inversione. Nel tubo a scarica gli elettroni cavalcano il campo e lampeggiano viola, blu e rosso esattamente alle differenze di livello - nessun bagliore sotto 4,9 volt - mentre la corrente scansionata scava gli avvallamenti di Franck-Hertz ogni 4,9 volt.
Equazioni del modulo
Equazioni dN₂/dt = R_pump N₁ − (A + B I) N₂ (tre livelli) amplificazione ottica quando N₂ > N₁; soglia laser quando il guadagno ottico è uguale alla perdita ottica L’intensità I cresce per emissione stimolata: entra un fotone, ne escono due identici
