pada tingkat energi rendah lebih banyak daripada populasi atom pada tingkat energi yang labih tinggi. Agar terjadinya proses pancaran terangsang, kondisi
inversi populasi harus terpenuhi dimana jumlah populasi atom tingkat atas lebih banyak dari jumlah populasi tingkat bawah.
1 2
N N
2.17
1
N
merupakan jumlah populasi atom tingkat bawah dan merupakan jumlah
populasi atom tingkat atas. Untuk mencapai keadaan seperti persamaan 2.17 di atas, maka atom-atom pada medium aktif dipacu untuk mencapai kondisi
inversi populasi dengan memberikan elektron pada atom-atom tersebut. Proses tersebut merupakan proses pemompaan laser dua tingkat tenaga. Namun proses
pemompaan pada sistem dua tingkat tenaga tidak dapat menghasilkan inversi populasi, karena atom secara spontan dapat turun kembali ke keadaan semula.
Selain itu atom-atom yang masih berada pada keadaan dasar akan menyerap foton yang lewat sehingga menghilangkan beberapa foton dari berkas
penggandaan foton yang sedang dibangun [Krane,1992]. Masalah ini kemudian dapat diatasi dengan melakukan pemompaan pada sistem tiga atau empat
tingkat tenaga.
2
N
A. Sistem tiga tingkat tenaga
Atom-atom pada tingkat tenaga 1tingkat dasar, dipompa ke tingkat tenaga 3. Kemudian atom-atom tersebut mengalami transisi deeksitasi
yang cepat ke tingkat tenaga 2. Atom-atom yang telah mengalami
deeksitasi berada pada tingkat tenaga 2 cukup lama, sehingga tercapai kondisi inversi populasi antara tingkat tenaga 1 dan 2. Transisi dari
tingkat tenaga 2 ke tingkat dasar merupakan proses pancaran terangsang. Pada sistem ini dapat dihasilkan kondisi inversi populasi sehingga syarat
terjadinya laser terpenuhi gambar 2.6. Sistem tiga tingkat tenaga belum dapat memecahkan persoalan yang kedua, dimana atom-atom pada
tingkat dasar akan menyerap foton hasil transisi pelaseran [Krane,1992].
Gambar 2.7 Atom tiga tingkat
3
2
1
B. Sistem empat tingkat tenaga
Pada sistem empat tingkat yang digambarkan pada Gambar 2.8, atom-atom pada tingkat tenaga 1 keadaan dasar dipompa ke suatu
keadaan eksitasi tingkat tenaga 4. Atom-atom yang berada pada keadaan tersebut akan mengalami transisi deeksitasi dengan cepat ke tingkat
tenaga 3, seperti pada sistem tiga tingkat. Atom-atom yang telah mengalami deeksitasi berada pada tingkat tenaga 3 cukup lama, sehingga
tercapai kondisi inversi populasi antara tingkat tenaga 1 dan 3. Pada tingkat 3 terjadi transisi dari tingkat tenaga 3 ke suatu keadaan eksitasi
lain tingkat tenaga 2. Transisi dari tingkat tenaga 3 ke tingkat tenaga 2 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
merupakan proses pancaran terangsang. Atom-atom yang berada pada tingkat tenaga 2 kemudian mengalami deeksitasi ke keadaan dasar secara
spontan. Dengan demikian atom-atom pada keadaan dasar tidak menyerap foton dari transisi pelaseran. Pada sistem ini dapat memenuhi syarat
terjadinya laser [Krane,1992].
Gambar 2.8 Atom empat tingkat 4
3
2
1
2.6. Penguatan Laser
Untuk memperoleh aksi laser, diperlukan kondisi inversi populasi. Penguatan diperlukan untuk mempertahankan kondisi inversi populasi.
Penguatan dapat dilakukan dengan cara meletakkan bahan aktif laser di dalam rongga resonator laser. Resonator laser terdiri dari dua buah cermin. Cermin-
cermin memantulkan cahaya yang dipancarkan kembali ke dalam kumpulan atom, sehingga terjadi pancaran terangsang tambahan.
