Апканверсія праз перадачу энергіі

Апканверсія праз перадачу энергіі (АПЭ, анг. ETU) — гэта фізічны працэс (з якім найчасцей маюць справу ў фізіцы цвёрдацельных лазераў), які палягае ва ўзбуджэнні лазерна-актыўнага іона да ўзроўню, вышэйшага за той, які быў бы дасягнуты простым паглынаннем фатона напампоўкі, пры гэтым неабходная дадатковая энергія перадаецца ад іншага лазерна-актыўнага іона, які падвяргаецца безвыпраменьвальнаму дэўзбуджэнню.

АПЭ задзейнічае два фундаментальныя працэсы: перадачу энергіі і апканверсію . Прыведзены ніжэй аналіз апісвае АПЭ ў цвёрдацельных лазерах з аптычнай напампоўкай.

Цвёрдацельны лазер мае лазерна-актыўныя іоны, размешчаныя ў асяроддзі-матрыцы. Энергія можа перадавацца паміж іонамі шляхам дыполь-дыпольнага ўзаемадзеяння (на кароткіх адлегласцях) або шляхам флуарэсцэнцыі і перапаглынання (на вялікіх адлегласцях). У выпадку АПЭ цікавасць ставіць перш за ўсё дыполь-дыпольны перанос энергіі.

Калі лазерна-актыўны іон знаходзіцца ва ўзбуджаным стане, ён можа пераходзіць да ніжэйшага стану альбо праз выпраменьванне фатона, альбо без выпраменьвання. Безвыпраменьвальны пераход можа адбывацца, напрыклад, чынам распаду Ажэ або чынам перадачы энергіі іншаму лазерна-актыўнаму іону, які знаходзіцца ў асноўным або узбуджаным стане. У апошнім выпадку іон, які атрымлівае энергію, пяройдзе ў больш высокі энергетычны стан, чым той узбуджаны стан, на якім ён ўжо знаходзіцца праз папярэдняе паглынанне фатона напампоўкі. Гэты працэс далейшага ўзбуджэння ўжо ўзбуджанага лазерна-актыўнага іона вядомы як фатонная апканверсія .

АПЭ звычайна з’яўляецца непажаданым эфектам падчас стварэння лазераў. Безвыпраменьвальныя пераходы самі па сабе з’яўляюцца неэфектыўнымі, бо не дадаюць фатоны да выпраменьвання лазера (у ідэальным лазеры кожны пераход уніз быў бы падзеяй вымушанага выпраменьвання), і да таго ж узбуджэнне іона, які прымае энергію, можа прывесці да шкоднага для лазера нагрэву актыўнага асяроддзя, калі іон аддае энергію не іншаму лазерна-актыўнаму іону, а матэрыялу матрыцы. Калі АПЭ адбываецца праз групоўку іонаў у матэрыяле матрыцы, гэта часам вядзе да канцэнтрацыйнага гашэння люмінесцэнцыі.