O diodo laser deve ser reversamente polarizado.
Verdadeiro
Falso
A inversão de população, para o laser de rubi, ocorre devido:
a. Ao material da cavidade.
b. À reflexão da luz por meio dos espelhos.
c. Aos fótons produzidos pela lâmpada fluorescente de xenônio.
d. À ocorrência de emissão espontânea.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício tem duas perguntas sobre laser:
  1. “O diodo laser deve ser reversamente polarizado. Verdadeiro ou Falso?”
  2. “A inversão de população, para o laser de rubi, ocorre devido a qual opção (a, b, c ou d)?”
Esse conteúdo é sobre fundamentos de laser: polarização de diodos e processo de inversão de população (pumping). Vamos precisar saber como um diodo laser funciona (polarização correta) e como se dá a inversão de população no cristal de rubi (mecanismo de bombeamento).

Passo 2

Primeiro, o diodo laser:
  • Um diodo laser é basicamente um diodo emissor de luz que precisa injetar elétrons e lacunas na junção para gerar fótons por recombinação.
  • Para injetar portadores de carga, é preciso polarizar o diodo em forward bias (polarização direta), não reversa.
  • Polarização reversa (reverse bias) só aumenta a barreira e não deixa corrente fluir direito, então não há emissão laser.
Logo, a frase “diodo laser deve ser reversamente polarizado” é Falsa.

Passo 3

Agora, inversão de população no laser de rubi:
  • Inversão de população significa ter mais átomos no nível excitado N2 do que no nível fundamental N1, ou seja:
N2 > N1
  • Para atingir isso, precisamos de um “pump” que excite os átomos de Cr ^3+ do rubi. No rubi clássico, esse bombeamento é feito por uma lâmpada de flash (fluorescente) de xenônio que emite muitos fótons de alta energia.
  • Esses fótons são absorvidos pelos íons Cr ^3+, levando-os ao nível excitado. Quando há inversão ( N2 > N1), começam as emissões estimuladas no comprimento de onda do rubi.
Portanto, a inversão de população ocorre por causa dos fótons produzidos pela lâmpada fluorescente de xenônio, ou seja, a opção (c).

Resposta

  1. Falso
  2. c) Aos fótons produzidos pela lâmpada fluorescente de xenônio.

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