В результате количество “жителей” возбужденного уровня превосходит их количество на основном уровне. Фотон внешней электромагнитной волны с энергией hv = EB — EA создает в кристалле индуцированное излучение красного цвета длиной волны 693 нм, соответствующее переходу EB → EA (см. a).
Усиление излучения в лазерах осуществляется обеспечением многократного прохождения света сквозь один и тот же слой вещества. Такой эффект добивается путем размещения соответствующего слоя вещества между двумя параллельными друг другу зеркалами. Это можно ясно увидеть на упрощенной модели рубинового лазера (b).
Здесь 1 - среда, в которой происходит усиление света, 2 - зеркало, 3 - полупрозрачное зеркало, 4 - источник света: он переводит атомы среды в возбужденное состояние. Фотон возбуждающего излучения, движущийся параллельно оси кристалла рубина, создает новые поколения фотонных потоков (c). Часть этого потока проходит через полупрозрачное зеркало 3, другая часть, отразившись от зеркала, усиливается в среде 1 (d). Отразившись от зеркала 2, поток фотонов еще более усиливается и движется в направлении возбуждающего излучения (e). Таким образом, усиленный в рубиновом кристалле поток фотонов, обладая большой энергией, выходит через полупрозрачное зеркало 3 в виде красного света. Полученное красное лазерное излучение отличается от белого солнечного света и от обычного красного света (таблица 4.3).
Таблица 4.3. Сравнение лазерного луча с обычным светом.