2 能级激光器的离散热力学——为何不可行及何时可行

本文探讨了离散热力学在 2 能级激光器中的可能应用。该模型考虑了激光器对输入泵浦功率和输出光能的开放性。作为一个开放系统，激光器应处于与两种能量流相关的热力学力的开放平衡状态。平衡条件通过逻辑斯蒂映射表示，并开发了特殊的动态逆叉形分岔图以图形化展示解。图形明确证实了激光器的触发性质，其中双稳态通过叉形基态和激光分支表现出来，相对粒子数平衡值分别接近 1 和 0。模拟针对从远红外到短波紫外发光的 2 能级激光器进行。这种激光器的一个新发现特征是，在分岔点之后，激光器可激发粒子在激光分支和基态叉形分支之间发生上下跃迁的线状光谱。随着分支接近其极限，光谱线密度显著增加。两种类型的跃迁在相反相位上重叠。这种效应是对爱因斯坦关于实际实现 2 能级激光器禁令的新确认。本研究还发现了光谱线之间足够宽的间隙。这些间隙屏蔽了光辐射，可能被视为控制 2 能级激光器发射的潜在区域。