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*25.6LaserLightAmplificationbytheStimulatedEmissionofRadiationstimulatedemissionspontaneousemissionSelectionrulesAccordingtoBoltzmannstatisticspopulationinversion

?opticalpumping,?collisionofatomswithotherstimulatedatoms,?collisionofatomwithelectronandionflows,?transitionofatomsfromevenhigherexcitedstatethroughspontaneousemission,or?combinationofsomemethodsabove.Schemesforpopulationinversion:

spontaneousemissionopticalpumpingmetastablestaterubylaserassembledin1960

TheHelium-NeongaslaserPartlevelsofneon(20.61eV)metastablelevelinheliumspontaneousemission

Coherence—well-definedfrequency,phase,andpolarizationcuttingandweldinginindustry,surgerycuttingorcauterizingtostopbleeding,opticalfiberconveying,precisedistancemeasurement,holography,advertisement,barcode,laserfusion,andlaserweaponsetc.Applications

Nd:YAG(ML)Solid-state2kW60ps1.06mmNd:glassSolid-state10TW11ps1.06mmRh6G(ML)dye10kW30fs600nmPeakpowerTera1012femto10–15

25.4Angularmomentumandspin

RigidrotatorwithrotationalinertiaI.Example25.2Schr?dingerequationis

Assignment:25.6,25.7

Linesinprincipall=1andsharpl=0seriesarefoundalldoublet,well-knownDlineofsodium:D1=589.5nmD2=589.0nm3p—3s(n,l,m)cannotexplainthesplitsofline.Fortimebeing,energyisn-dependent,statesofdifferentlbaresameenergy.indiffuseandfundamentalseriestriplet.Beyond(n,l,m)

Inclassicalpicture,orbitalmomentisInSection19.1themagneticmomentreads

Magneticmomentinanonuniformmagneticfieldwillencounteraforce(besidestorque)

splitsinto2l+1inBAccordingtoquantumtheorymL~Lz~mhClassicalmechanics,…,predictedthattheatomicmagnetswouldprecessinthefieldbutremainrandomlyoriented,sothedeflectionswouldonlybroaden(butnot

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