Selasa, 10 Maret 2015
Diposting oleh
Fitria Adi Mustika
di
05.46
INVERSI POPULASI
Inversi populasi
adalah proses pembalikan jumlah populasi elektron yang berada pada suatu sistem
atomik. Atau dengan kata lain, ketika jumlah elektron pada suatu tingkat
eksitasi melebihi jumlah elektron pada tingkat energi di bawahnya maka telah
terjadi inversi populasi. Berdasar distribusi Boltzman, pada sistem yang berada
dalam kesetimbangan termal, jumlah populasi (N1) pada tingkat yang
berenergi E1 jauh lebih banyak dibanding dengan jumlah populasi (N2) yang
berenergi E2 (E2 > E1 ). Proses inversi
populasi sangat diperlukan sebagai sarana terjadinya emisi terangsang sebagai
salah satu faktor untuk dpat terbentuknya cahaya laser. Inversi populasi
memerlukan sejumlah energi untuk mengeksitasi atom ke tingkat yang lebih tinggi
(E2).
Proses pemberian
energi sehingga mampu mengeksitasi atom ke tingakt yang lebih tinggi disebut
dengan proses pumping. Energi yang dipompakan dapat berupa arus listrik atau
berkas cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Untuk pompa energi dalam
bentuk cahaya, dapat digunakan lampu flash atau semikonduktor.
Sumber untuk
proses pumping seperti energi optical, bombarment elektron, energi kimiawi,
injeksi arus. Umumnya pumping dilakukan dengan absorpsi terstimulasi, yakni
pemberian energi sebesar perbedaan dari tingkat energi dasar ke tingkat yang
diharapkan dapat digunakan untuk aksi laser tingkat tinggi.
OPTICAL FEEDBACK dan KONDISI
THRESHOLD
Laser
bila ditinjau dari mekanismenya lebih sama dengan proses osilasi. Positif
feeback pada laser dpat dimunculkan dengan menempatkan medium gain (medium akti
flaser) dalam pemasangan cermin yang membentuk cavity optik. Kavity optik
merupakan salah satu bentuk dari resonator. Kavity mengandung berkas koheren
yang dilingkupi oleh permukaan bersifat reflektif yang memungkinkan berkas
cahaya tersebut bergerak bolak-balik melewati media penguat.
Cahaya yang mengalami
osilasi dalam kavity mengalami kehilangan daya (loss) yang disebabkan difraksi atau absorpsi. Untuk
mengembalikannya ke kondisi terstimulasi, maka harus dipumping kembali.
Besarnya energi yang dipompakan harus mempertimbangkan batas ambang dari media
penguat dan kehilangan daya di dalam kavity. Jika daya yang dipompakan terlalu
kecil, maka emisi yang dihasilkan tidaka akan cukup untuk mengimbangi
kehilangan daya akibat absorpsi. Sebaliknya, jika terlalu besar maka akan
memperpendek usia penggunaannya. Oleh karena itu, diperlukan optimasi batas
minimu energi yang dipompakan (lasing threshold), sehingga berkas laser yang
dihasilkan cukup signifikan dengan umur pemakaian yang panjang. Kondisi
threshold dicapai bila :
G
= R1 R2 exp {2 (kth – 
) L} = 1
) L} = 1
Dengan
: kth = koefisien gain kondisi threshold
Beberapa
syarat supaya laser dapat beroperasi, anatara lain :
-
Harus ada medium aktiv yang
memancarkan radiasi dpektrum elektromagnetik
-
Terjadi inversi populasi
dalam medium dengan cara mekanisme pumping
-
Osilasi laser harus terjadi
optical feedback positif pada ujung mediumuntuk membentuk cavity
Subscribe to:
Posting Komentar (Atom)
0 komentar:
Posting Komentar