·¹ÀÌÀúÀÇ ¿ø¸®

¾ÆÀν´Å¸ÀÎÀÇ ºûÀÇ Èí¼ö¿Í ¹æÃâÀÌ·Ð

 

ÀڱعæÃâÀ̶ó´Â »õ·Î¿î ÇüÅÂÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ë

¾ÆÀν´Å¸ÀÎÀº º¸¾îÀÇ °¡¼³¿¡¼­ÀÇ ºû°ú ¿øÀÚ¿ÍÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ë µÎ °¡Áö, Áï ÀÚ±ØÈí¼ö, ÀÚ¹ßÀû ¹æÃâ¿¡ ÀڱعæÃâÀ̶ó´Â »õ·Î¿î °³³äÀ» µµÀÔÇÔÀ¸·Î¼­ ·¹ÀÌÀúÀÇ Áß¿äÇÑ ±âÃÊ¿ø¸®¸¦ ¾Ë¾Æ³Â´Ù.

 

 

 

ÀÚ¹ßÀû ¹æÃâ(Spontaneous Emission)

¿øÀÚ°¡ ³ôÀº ¿¡³ÊÁö »óÅ¿¡ ÀÖ´Ù°¡ ³·Àº ¿¡³ÊÁö »óÅ·Π³»·Á°¡¸é¼­ ±× Â÷ÀÌ¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â ºûÀ» ½º½º·Î ¹æÃâÇÑ´Ù. ÀÌ ºûÀ» ¹æÃâÇÏ´Â °¡´É¼ºÀº ÀüÀûÀ¸·Î È®·üÀûÀ¸·Î ¹«ÀÛÀ§ÇÏ°Ô ÀϾ´Ù.

 

 

 

 

ÀÚ±Ø ¹æÃâ(Stimulated Emission)

¿øÀÚ°¡ ³ôÀº ¿¡³ÊÁö »óÅÂ( µé¶á»óÅ : ¿©±â»óÅ )¿¡ ÀÖ´Ù°¡ ¿ÜºÎÀÇ ºû¿¡ ÀÚ±ØÀ» ¹Þ¾Æ¼­ ºûÀ» ¹æÃâÇÑ´Ù. À̶§ ÀÚ±ØÀ» ½Ãų ¼ö ÀÖ´Â ºûÀº ¹æÃâµÉ ºû°ú ÆÄÀåÀÌ °°¾Æ¾ß ÇÑ´Ù. ÀÌ °æ¿ì ¹æÃâµÇ´Â ºûÀº ÀڱؽÃŲ ºû°ú °á¸Â¾Æ ÀÖ´Ù. À̸¦ À¯µµ¹æÃâ(induced emidion)À̶ó°íµµ ÇÑ´Ù. ÀÌ °úÁ¤ÀÌ ºûÀÇ ÁõÆøÀ» °¡´ÉÇÏ°Ô ÇÑ´Ù.

 

 

 

 

ÀÚ±Ø Èí¼ö(Stimulated Absorption)

³·Àº ¿¡³ÊÁö »óÅÂÀÇ ¿øÀÚ´Â ºûÀ» Èí¼öÇÏ¿© ³ôÀº ¿¡³ÊÁö »óÅ·Π ÀüÀÌÇÑ´Ù. ÀÌ °æ¿ì ±× ¿¡³ÊÁö Â÷ÀÌ¿Í ²À °°Àº ºûÀÌ ÀÔ»çÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù.

 

 

 

 

 

¿­Àû ÆòÇâ»óÅ¿¡¼­ÀÇ ¹°Áú

 

³·Àº ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§·Î ¸¹Àº ¿øÀÚµéÀÌ ÀÖ´Ù.

¸¹Àº ¿øÀÚ°¡ ¸ð¿© ÀÖ´Â ±âü, °íü, ¾×ü µîÀÇ ¹°ÁúÀº ±×°ÍÀ» ±¸¼ºÇÏ´Â °³°³¿øÀÚÀÇ ÀϺκÐÀº ³ôÀº ¿¡³ÊÁö »óÅÂ(µé¶á»óÅÂ:¿©±â»óÅÂ)¿¡ ÀÖÁö¸¸ °ÅÀÇ ´ëºÎºÐÀº ¿©ÀüÈ÷ ¹Ù´Ú»óÅ¿¡ ¾ÈÁÖÇÏ°í ÀÖ´Ù. ¿Âµµ°¡ ¿Ã¶ó°¡¸é µé¶á»óÅÂÀÇ ¿øÀÚ°¡ Á¡Â÷ ¸¹¾ÆÁö±â´Â ÇÏÁö¸¸ ¿©ÀüÈ÷ ¹Ù´Ú»óÅ·ΠÀÖ´Â ¿øÀÚÀÇ °¹¼ö´Â ¸¹´Ù. ±Ø´ÜÀûÀ¸·Î ¹«ÇÑ´ëÀÇ ¿Âµµ°¡ µÈ´Ù¸é ºñ·Î¼Ò ¸ðµç ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¿¡ ÀÖÀ» °¡´É¼ºÀÌ °°¾ÆÁø´Ù. ÇÑÆí À½¼öÀÇ ¿Âµµ°¡ ÀÖÀ» ¼ö ÀÖ´Ù¸é ¿ªÀüÀÌ °¡´ÉÇϱâ´Â ÇÏÁö¸¸ ¿­ÀûÀÎ ÆòÇü»óÅ¿¡¼­´Â ÀÌ·¯ÇÑ ÀÏÀÌ ¹ú¾îÁú ¼ö ¾ø´Ù.

 

 

 

 

 

ÀÚ¹ßÀû ¹æÃâ°ú ÀÚ±Ø ¹æÃâµÇ´Â ºûÀÇ ºñÀ²

º¸ÅëÀÇ ±¤¿øÀÌ ³»´Â ºû¿¡¼­ ÀÚ¹ßÀû ¹æÃâ°ú ÀÚ±Ø ¹æÃâÀÇ Á¤µµ¸¦ ½±°Ô ¿­ÀûÀÎ ÆòÇüÁ¶°Ç¿¡¼­ °è»êÇØ º¼ ¼ö ÀÖ´Ù. Çü±¤µîÀ̳ª ³×¿Â»çÀÎ, ¹é¿­Àüµî µî º¸ÅëÀÇ ¸ðµç ±¤¿øÀÇ °æ¿ì ÀڱعæÃâÀÇ ºûÀÇ ºñÀ²Àº ÀüüÀÇ 10-10Á¤µµ µÇ¾î ´ëºÎºÐÀÌ ÀÚ¹ßÀû¹æÃâÀ̾ Á¦¸Ú´ë·ÎÀÇ ºûÀ» ³»°Ô µÉ °ÍÀÌ´Ù.

 

 

 

·¹ÀÌÀú ÁõÆøÀÇ ¿ø¸®

 

ÀÚ¹ßÀû ¹æÃâ - °á¸ÂÁö ¾ÊÀº ºûÀ¸·Î ´Ü¼øÈ÷ ¹à±â°¡ ÇÕÇØÁø´Ù.

º¸ÅëÀÇ ±¤¿øÀÌ ³»´Â ºûÀº ±¤¿øÀÇ ¹«¼öÈ÷ ¸¹Àº ¿øÀÚ°¡ Á¦¸Ú´ë·Î ºûÀ» ¹æÃâÇÑ´Ù¸é ¼­·Î °áÀÌ ¸Â¾Æ ÀÖÁö ¸øÇÏ´Ù. µû¶ó¼­ ¾Æ·¡ ±×¸²Ã³·³ N°³ÀÇ ÀÌ·¯ÇÑ ºûÀÌ ´õÇØÁö¸é ¹à±â°¡ N¹èµÇ¾î ´Ü¼øÈ÷ N¹èÀÇ ¹àÀº ºûÀÌ µÈ´Ù.

¹à±â(Intensity) ~ N

 

 

 

 

ÀڱعæÃâ - °á¸ÂÀº ºûÀ¸·Î ÁøÆøÀÌ ´õÇØÁ®¼­ Á¦°öÀ¸·Î ¹à¾ÆÁø´Ù.

±¤¿øÀÇ ¹«¼öÈ÷ ¸¹Àº ¿øÀÚ°¡ ¸¸ÀÏ µ¿½Ã¿¡ °á¸ÂÀº »óÅÂÀÇ ºûÀº ³½´Ù¸é ¾Æ·¡ ±×¸²Ã³·³ ÁøÆøÀÌ N¹è°¡ µÇ¾î¼­ ¹à±â´Â N2 ¿¡ ºñ·ÊÇÏ¿© Áõ°¡ÇÑ´Ù.

¹à±â(Intensity) ~ N2 

 

 

 

 

 

 

 

¿øÀÚ¸¦ "ÆßÇÎ"ÀÇ °úÁ¤À¸·Î ¿©±â½ÃÄÑ ³ôÀº ¿¡³ÊÁö »óÅ¿¡ ´õ ¸ÄÀº ÀüÀÚ¸¦ ¿Ã·Á ³õÀ¸¸é ÀڱعæÃâµÇ´Â ºûÀÌ ¸¹¾ÆÁ®¼­ °á¸ÂÀº ºûÀ» ¹æÃâ ÇÒ °ÍÀÌ´Ù.

¾çÂÊ ³¡ÀÇ °Å¿ï¿¡ ÀÇÇØ ¹«¼öÈ÷ ¹Ý»çµÇ¸é¼­ Á¡Á¡ ÀڱعæÃâÀÇ ºûÀÌ °¡¼¼ÇÏ¿© ºûÀº °­ÇØÁø´Ù.

 

 

 

¸ÅÁú¼Ó¿¡¼­ ±âÇÏ ±Þ¼öÀûÀ¸·Î ÆÄ°¡ ¼ºÀåÇÑ´Ù.

 

 

 

Á¡À¯ÀÚ¼ö ¿ªÀü

 

Á¡À¯ÀÚ¼ö ¿ªÀü

°á¸ÂÀº ºûÀ» ¹æÃâÇϱâ À§Çؼ­´Â ´ëºÎºÐÀÇ ºûÀ» Àڱؿ¡ ÀÇÇÑ ¹æÃâ·Î ä¿ö¾ß ÇÏ°í ÀÌ·¯±â À§Çؼ­´Â ³ôÀº ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¿¡ ÀÖ´Â ¿øÀÚÀÇ ¼ö¸¦ ¸¹°Ô ÇØ¾ß ÇÑ´Ù. À̸¦ Á¡À¯ÀÚ¼ö ¿ªÀüÀ̶ó°í ÇÑ´Ù. ¹°ÁúÀÌ ÀÌ·¯ÇÑ Á¡À¯ÀÚ¼ö ¿ªÀüÀÇ »óÅ°¡ µÇ¸é ¼ö¸¹Àº ³ôÀº ¿¡³ÊÁö »óÅÂÀÇ ¿øÀÚ Áß ÇÑ °³°¡ ÀÚ¹ßÀûÀ¸·Î ºûÀ» ³»°Ô µÇ¸é ÀÌ°ÍÀÌ ÁÖº¯ÀÇ ´Ù¸¥ µé¶á ¿øÀÚ¸¦ ÀÚ±ØÇÏ¿© ºûÀ» ³»°Ô ÇÏ¿© µÎ °³ÀÇ ±¤ÀÚ°¡ ¶Ç ÁÖº¯ÀÇ µÎ ¿øÀÚ¸¦ ÀÚ±ØÇÏ¿© ³× °³°¡ µÇ°í, ... ÀÌ·¯ÇÑ ¿¬¼âÀûÀÎ °úÁ¤¿¡ ÀÇÇØ ±âÇϱ޼öÀûÀ¸·Î °á¸Â´Â ºûÀÇ °¹¼ö°¡ ¼ºÀåÇÏ°Ô µÈ´Ù.  À̸¦ ·¹ÀÌÀú ¹ßÁøÀ̶ó ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ÀÏÀÌ ÀϾ ¼ö ÀÖµµ·Ï ¹°ÁúÀÇ »óŸ¦ ¸¸µå´Â ÀÏÀº ¹Ù·Î ·¹ÀÌÀú¸¦ °¡´ÉÇÏ°Ô Çϴµ¥ °áÁ¤ÀûÀÎ °ü°ÇÀÌ µÈ´Ù. ÀÌ Á¡À¯ÀÚ¼ö ¿ªÀüÀÇ »óÅ´ À½ÀÇ ¿Âµµ»óÅÂÀ̱⠶§¹®ÀÇ Åë»óÀûÀÎ ¿øÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§»çÀÌ¿¡¼­´Â ÀϾÁö ¾Ê°í ¿øÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§»çÀ̸¦ ƯÀÌÇÏ°Ô ¼±ÅÃÀûÀ¸·Î õÀÌÇÏ´Â °æ¿ì¿¡ ÀϾ ¼ö ÀÖ´Ù.

 

 

2 ÁØÀ§ - ¿ªÀüºÒ°¡

±Ùº»ÀûÀ¸·Î ¿ªÀüÀ» ½ÃÅ°´Â °ÍÀº ºÒ°¡´ÉÇÏ´Ù. ¾Æ·¡ ±×¸²¿¡¼­ ¿ÀÁ÷ µÎ °³ÀÇÁØÀ§¸¸ °³ÀÔ½ÃÄÑ ¿ªÀüÀ» ¸¸µå´Â °ÍÀ» »ý°¢Çغ¸ÀÚ. ³·Àº ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¿¡¼­ ³ôÀº ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§·Î ¿Ã·ÁÁÖ±â À§ÇÏ¿© ¿ÜºÎ¿¡¼­ ¿¡³ÊÁö¸¦ °ø±ÞÇÏ´Â °ÍÀ» ±¤ÆßÇÎ(optical pumping)À̶ó ÇÑ´Ù. ÆßÇÎÀ» ¸Í·ÄÈ÷ ÇÏ°Ô µÇ¸é ³ôÀº »óÅ·Π»¡¸® ¿Ã¶ó°¡±â´Â Çϳª ÀÌ µé¶ß°Ô µÈ ¿øÀÚ°¡ ¸¹¾ÆÁú¼ö·Ï ±× ¿øÀÚ¼ö¿¡ ºñ·ÊÇÏ¿© ´õ Å« È®·ü·Î ÀÚ¹ßÀû ¹æÃâ·Î ³·Àº ¿¡³ÊÁö »óÅ·Π³»·Á ¿Í ¹ö¸®°Ô µÈ´Ù. ÀÌ´Â ¸¶Ä¡ ¹ØÀÌ ºüÁø µ¶¿¡ ¹°À» ÆÛ ´ã´Â °Í°ú °°ÀÌ ¸¹ÀÌ ÆÛ ´ãÀ¸¸é µ¿½Ã¿¡ ¸¹Àº ¹°ÀÌ ºüÁ® ¹ö·Á °á±¹ ¾Æ¹«·± ¹°µµ °íÀÌÁö ¾Ê´Â °æ¿ì¿Í À¯»çÇÏ´Ù.

 

 

 

 

 

3ÁØÀ§ - ¿ªÀü°¡´É

¿ªÀüÀ» ½ÃÅ°´Â °ÍÀÌ °¡´ÉÇÏ´Ù. ´Ü À̸¦ À§ÇÏ¿© ±× ¼¼ ÁØÀ§ »çÀÌ¿¡´Â ƯÀÌÇÑ °ü°è°¡ ÀÖ¾î¾ß ÇÑ´Ù.¾Æ·¡ ±×¸²¿¡¼­ E2¿¡¼­ E1À¸·Î ÀüÀÌÇÏ´Â °ÍÀÌ °ÅÀÇ ±ÝÁöµÇ¾î ÀÖ´Ù°í ÇÏÀÚ. <¾çÀÚ¿ªÇÐÀ¸·Î ±× È®·üÀ» °è»êÇÒ ¼ö ÀÖ°í ±ÝÁöµÈ °æ¿ì ±× È®·üÀÌ °ÅÀÇ 0ÀÌ´Ù. ÀÌ·¸°Ô ¾çÀÚ¿ªÇÐÀ¸·Î ±× ÀüÀÌ°¡ Çã¿ëµÇ´Â °æ¿ìÀÇ ±ÔÄ¢À» ¼±Å÷ü(selection rule)À̶ó ÇÑ´Ù> ¶ÇÇÑ ±×¸²¿¡¼­ Á¦ÀÏ ³ôÀº ¼¼ ¹ø° ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¿¡¼­´Â ºü¸£°Ô E2ÁØÀ§·Î ÀüÀÌÇÑ´Ù°í ÇÏÀÚ. ±¤ÆßÇο¡ ÀÇÇؼ­ Á¦ÀÏ ³ôÀº »óÅÂÀÇ µé¶á¿øÀÚ´Â ºü¸£°Ô E2ÁØÀ§·Î ³»·Á°¡°Ô µÇ³ª, °Å±â¼­ ¹Ù´Ú»óÅ·ÎÀÇ ÀüÀÌ°¡ ±ÝÁöµÇ¾î Àֱ⠶§¹®¿¡ ¸¹Àº ¿øÀÚ°¡ ±× »óÅ¿¡ ¸Ó¹°°Ô µÉ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ·¸°Ô E2¿Í E1ÀÇ µÎ ·¹º§À» ³õ°í º¸¸é Á¡À¯ÀÚ¼ö°¡ ¿ªÀüµÇ°Ô µÈ´Ù.

 

 

 

 

 

4ÁØÀ§ - ¿ªÀü°¡´É

¿ªÀüÀ» ½ÃÅ°´Â °ÍÀÌ °¡´ÉÇÏ´Ù. ´Ü À̶§´Â ¾Æ·¡ ±×¸²Ã³·³ ³× ÁØÀ§°¡ Àû´çÈ÷ ¼±ÅõDZ⵵ ÇÏ°í ±ÝÁöµÇ±âµµ ÇØ¾ß ÇÑ´Ù.