• אורך המהוד בלייזר הליום – נאון הוא 30 ס"מ.
• אורך הגל הנפלט מהלייזר הוא 0.6328 מיקרון.

חשב את:

1. מרווח התדר (∨Δ) בין אופני התנודה בלייזר.
2. מספר אופני התנודה הנפלטים.
3. תדירות הלייזר.

פתרון דוגמא 4.2:

מכיוון שלייזר הליום – ניאון הוא לייזר גז, חבויה בשאלה אינפורמציה לגבי מקדם השבירה של חומר התווך. מקובל לקרב את מקדם השבירה של גאז ע"י: n = 1.0.

1. ראינו שנוסחת החישוב של מרווח התדר בין שני אופני תנודה סמוכים זהה לזו של חישוב אופן התנודה הבסיסי:

Δ∨ = c/2nL = (3*10⁸ [m/sec])/2*1*0.3 [m] = 0.5*10⁹ [Hz] = 0.5 [GHz]

נחלץ את m מתוך נוסחת אורך הגל של אופן התנודה ה- m:

λ_m = 2L/m

ונציב בנוסחה המתקבלת את הערכים המספריים:

m = 2L/λ_m = 2*0.3 [m]/0.6328*10^-6 [m] = 0.948*10⁶

כלומר, הלייזר פועל כמעט במליון אופני תנודה.

את תדירות הלייזר ניתן לחשב בשתי דרכים:

א. על פי מספר אופן התנודה שמצאנו בסעיף 2 מוכפל בתדירות הבסיסית של המהוד:

∨ = mΔ∨  = (0.948*10⁶)(0.5*10⁹) [Hz] = 4.74*10¹⁴ [Hz]

ב. על פי:

∨ = c/λ = (3*10⁸ [m/sec])/(0.6328*10^-6 [m]) = 4.74*10¹⁴ [Hz]

התוצאה המתקבלת על פי שתי השיטות כמובן זהה.

הנתונים בדוגמא זו הם נתונים אופייניים ללייזר הליום ניאון הנמצא בשימוש במעבדת הפיזיקה בבית הספר:

• מספר רב ביותר של אופני תנודה אורכיים אפשריים (מליון !).
• המרחק בין אופני תנודה סמוכים הוא כ – 0.5 ג'יגהרץ.