حالة الاسكان المعكوس

حالة الاسكان المعكوس عبارة عن حالة إحصائية تحدث عندما يوجد نظام  عدد الذرات المثارة فيه أكبر العدد في الحالة المستقرة. بالتالي توصف هذه الإسكان المعكوس لأنها عكس الإسكان الطبيعي – إذا صح التعبير- و هو  الحالة الطبيعية للمواد و هو أن تكون  عدد الذرات المثارة فيه أقل بكثير من العدد في الحالة المستقرة. فهي شرط مهم لتوليد الليزر.

كي يتم الحصول على ليزر فإن الذرات لابد أن تكون في ذرات في حالة مستثارة حتى يمكنها إطلاق طاقة في صورة فوتونات. ولذلك لزم أن تكون هناك وسيلة للاستثارة لزيادة عدد الذرات المثارة وبالتالي عند رجوعها للمستوى الأرضي يتم الحصول على شدة كبيرة للإشعاع الصادر منها. بعبارة أخرى من شروط الليزر وجود عدد من الذرات في الحالة المستثارة أكبر من العدد الموجود في الحالة الأرضية.  وهذا ما يطلق عليه الإسكان المعكوس. 

عمليه الاسكان المعكوس

شرط من شروط الليزر و هو أن تكون معظم المادة الفعالة مثارة (في حالة الأثارة) أو بعبارة أخري عدد الذرات في مستوى الاثارة اكبر من عدد الذرات في المستوى الأرضي. 

و في حالة الليزر تحديدا يتطلب شرط آخر في هذه المستويات و هو أن تكون مستويات شبة مستقرة. و هي مستويات يظل فيها الإلكترون فترة أطول نسبيا في حدود ^3-10 ثانية إذا ما قورنت بالمستويات الإثارة  العادية و التي يكون  فترة عمرها حوالى ^5-10 ثانية.

وضع الإسكان المعكوس

مكونات الليزر

• مصدر الإثارة و الذي يحافظ على وضع الذرات في حالة الاسكان المعكوس حتى تستمر عملية انتاج الليزر.
• الوسط الفعال المادة التي تكون ذراتها في وضع الإسكان المعكوس.
• التجويف الرنيني مرآتين متوازيتين بينهما المادة الفعالة المكونة لليزر بحيث تؤدي الانعكاسات المتتالية بينهما و التي تعد هي الأساس في عملية التضخيم الضوئي

الإسكان المعكوس في الليزر

يعتمد إنتاج الليزر على الوصول إلى حالة الاسكان المعكوس. و الإنبعاث المستحث لهذه الذرات الموجودة في مستوى الطاقة شبه المستقر. و بالتالي عندما تنتج الفوتونات من الذرات كي تصطدم وتحث ذرات أخرى تؤدي إلى الانبعاث المستحث. يتضخم عدد الفوتونات عبر المرور بالذرات في الوسط نتيجة الانعكاسات المتتالية بين سطحي مرآتين (التجويف الرنيني). فيحدث تضخيم للشعاع الضوئي (تكوين الليزر) كما في ليزر الهليوم-نيون.