레이저 발생 메커니즘에 대한 설명 중 옳은 것은? | [화학분석기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[화학분석기사 필기] 16년 2회차
레이저 발생 메커니즘에 대한 설명 중 옳은 것은?
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레이저를 발생하게 하는 데 필요한 펌핑은 레이저활성 화학종이 전기방전, 센 복사선의 쪼임 등과 같은 방법에 의해 전자의 에너지 준위를 바닥상태로 전이시키는 과정이다.
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레이저를 발생의 바탕이 되는 유도방출은 들뜬 레이저 매질의 입자가 자발 방출하는 광자와 정확하게 똑같은 에너지를 갖는 광자에 의하여 충격을 받는 경우이다.
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레이저에서 빛살증폭이 일어나기 위해서는 유도방출로 생긴 광자수가 흡수로 잃은 광자수보다 적어야 한다.
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3단계 또는 4단계 준위 레이저 발생계는 레이저가 발생하는 데 필요한 분포상태반전(population inversion)을 달성하기 어렵기 때문에 빛살증폭이 일어나기 어렵다.
해설
유도방출은 이미 들뜬 상태에 있는 레이저 매질의 입자가, 자발적으로 내놓을 광자와 정확히 같은 에너지를 가진 광자의 충격을 받아 동일한 에너지·위상·방향의 광자를 추가로 방출하는 현상이다. 이 설명이 유도방출의 정의에 부합한다.
펌핑은 전자를 바닥상태가 아니라 더 높은 에너지 준위(들뜬 상태)로 올리는 과정이며, 빛살증폭이 일어나려면 유도방출로 생긴 광자수가 흡수로 잃는 광자수보다 많아야 한다. 또한 3단계·4단계 준위 레이저계는 오히려 분포반전을 달성하기 쉬운 구조이므로, 나머지 세 설명은 사실과 반대로 되어 있다.
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