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✖A Densidade dos Átomos Estado Final representa a concentração de átomos nos respectivos níveis de energia.ⓘ Estado Final da Densidade dos Átomos [N₂]			+10% -10%
✖A degenerescência do estado final refere-se ao número de estados quânticos diferentes com a mesma energia.ⓘ Degenerescência do Estado Final [g₂]			+10% -10%
✖A degenerescência do estado inicial refere-se ao número de estados quânticos diferentes com a mesma energia.ⓘ Degenerescência do Estado Inicial [g₁]			+10% -10%
✖A densidade dos átomos no estado inicial representa a concentração de átomos nos respectivos níveis de energia.ⓘ Estado inicial da densidade dos átomos [N₁]			+10% -10%
✖O Coeficiente de Einstein para Absorção Estimulada representa a probabilidade por unidade de tempo de um átomo no estado de energia mais baixo.ⓘ Coeficiente de Einstein para Absorção Estimulada [B₂₁]			+10% -10%
✖A Frequência de Transição representa a diferença de energia entre os dois estados dividida pela constante de Planck.ⓘ Frequência de Transição [v₂₁]			+10% -10%
✖O Índice de refração é uma quantidade adimensional que descreve quanta luz é desacelerada ou refratada ao entrar em um meio em comparação com sua velocidade no vácuo.ⓘ Índice de refração [n_ri]			+10% -10%

✖Coeficiente de ganho de sinal é um parâmetro usado para descrever a amplificação de um sinal óptico em um meio, normalmente no contexto de lasers ou amplificadores ópticos.ⓘ Coeficiente de ganho de pequeno sinal [k_s]

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Fórmula

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Coeficiente de ganho de pequeno sinal

Fórmula

`"k"_{"s"} = "N"_{"2"}-("g"_{"2"}/"g"_{"1"})*("N"_{"1"})*("B"_{"21"}*"[hP]"*"v"_{"21"}*"n"_{"ri"})/"[c]"`

Exemplo

`"1.502"="1.502electrons/m³"-("24"/"12")*("1.85electrons/m³")*("1.52m³"*"[hP]"*"41Hz"*"1.01")/"[c]"`

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Coeficiente de ganho de pequeno sinal Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Coeficiente de ganho de sinal = Estado Final da Densidade dos Átomos-(Degenerescência do Estado Final/Degenerescência do Estado Inicial)*(Estado inicial da densidade dos átomos)*(Coeficiente de Einstein para Absorção Estimulada*[hP]*Frequência de Transição*Índice de refração)/[c]
k_s = N₂-(g₂/g₁)*(N₁)*(B₂₁*[hP]*v₂₁*n_ri)/[c]
Esta fórmula usa 2 Constantes, 8 Variáveis

Constantes Usadas

[hP] - Constante de Planck Valor considerado como 6.626070040E-34
[c] - Velocidade da luz no vácuo Valor considerado como 299792458.0

Variáveis Usadas

Coeficiente de ganho de sinal - Coeficiente de ganho de sinal é um parâmetro usado para descrever a amplificação de um sinal óptico em um meio, normalmente no contexto de lasers ou amplificadores ópticos.
Estado Final da Densidade dos Átomos - (Medido em Elétrons por metro cúbico) - A Densidade dos Átomos Estado Final representa a concentração de átomos nos respectivos níveis de energia.
Degenerescência do Estado Final - A degenerescência do estado final refere-se ao número de estados quânticos diferentes com a mesma energia.
Degenerescência do Estado Inicial - A degenerescência do estado inicial refere-se ao número de estados quânticos diferentes com a mesma energia.
Estado inicial da densidade dos átomos - (Medido em Elétrons por metro cúbico) - A densidade dos átomos no estado inicial representa a concentração de átomos nos respectivos níveis de energia.
Coeficiente de Einstein para Absorção Estimulada - (Medido em Metro cúbico) - O Coeficiente de Einstein para Absorção Estimulada representa a probabilidade por unidade de tempo de um átomo no estado de energia mais baixo.
Frequência de Transição - (Medido em Hertz) - A Frequência de Transição representa a diferença de energia entre os dois estados dividida pela constante de Planck.
Índice de refração - O Índice de refração é uma quantidade adimensional que descreve quanta luz é desacelerada ou refratada ao entrar em um meio em comparação com sua velocidade no vácuo.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Estado Final da Densidade dos Átomos: 1.502 Elétrons por metro cúbico --> 1.502 Elétrons por metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Degenerescência do Estado Final: 24 --> Nenhuma conversão necessária
Degenerescência do Estado Inicial: 12 --> Nenhuma conversão necessária
Estado inicial da densidade dos átomos: 1.85 Elétrons por metro cúbico --> 1.85 Elétrons por metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Coeficiente de Einstein para Absorção Estimulada: 1.52 Metro cúbico --> 1.52 Metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Frequência de Transição: 41 Hertz --> 41 Hertz Nenhuma conversão necessária
Índice de refração: 1.01 --> Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

k_s = N₂-(g₂/g₁)*(N₁)*(B₂₁*[hP]*v₂₁*n_ri)/[c] --> 1.502-(24/12)*(1.85)*(1.52*[hP]*41*1.01)/[c]

Avaliando ... ...

k_s = 1.502

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

1.502 --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

1.502 <-- Coeficiente de ganho de sinal

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por banuprakash

Faculdade de Engenharia Dayananda Sagar (DSCE), Bangalore

banuprakash criou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

Verificado por Aman Dhussawat

INSTITUTO DE TECNOLOGIA GURU TEGH BAHADUR (GTBIT), NOVA DELHI

Aman Dhussawat verificou esta calculadora e mais 100+ calculadoras!

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Coeficiente de ganho de pequeno sinal

Vai Coeficiente de ganho de sinal = Estado Final da Densidade dos Átomos-(Degenerescência do Estado Final/Degenerescência do Estado Inicial)*(Estado inicial da densidade dos átomos)*(Coeficiente de Einstein para Absorção Estimulada*[hP]*Frequência de Transição*Índice de refração)/[c]

Coeficiente de absorção

Vai Coeficiente de absorção = Degenerescência do Estado Final/Degenerescência do Estado Inicial*(Estado inicial da densidade dos átomos-Estado Final da Densidade dos Átomos)*(Coeficiente de Einstein para Absorção Estimulada*[hP]*Frequência de Transição*Índice de refração)/[c]

Ganho de ida e volta

Vai Ganho de ida e volta = Refletâncias*Refletâncias Separadas por L*(exp(2*(Coeficiente de ganho de sinal-Coeficiente de Perda Efetivo)*Comprimento da cavidade do laser))

Transmitância

Vai Transmitância = (sin(pi/Comprimento de onda da luz*(Índice de refração)^3*Comprimento da fibra*Tensão de alimentação))^2

Razão entre Taxa de Emissão Espontânea e Estimulada

Vai Razão entre taxa de emissão espontânea e emissão de estímulo = exp((([hP]*Frequência de radiação)/([BoltZ]*Temperatura))-1)

Irradiância

Vai Irradiância do feixe transmitido = Incidente de Irradiação de Luz*exp(Coeficiente de ganho de sinal*Distância percorrida pelo feixe de laser)

Intensidade do sinal à distância

Vai Intensidade do sinal à distância = Intensidade Inicial*exp(-Constante de decaimento*Distância de Medição)

Índice de refração variável da lente GRIN

Vai Índice de refração aparente = Índice de refração do meio 1*(1-(Constante Positiva*Raio da lente^2)/2)

Tensão de meia onda

Vai Tensão de meia onda = Comprimento de onda da luz/(Comprimento da fibra*Índice de refração^3)

Plano de Transmissão do Analisador

Vai Plano de Transmissão do Analisador = Plano do Polarizador/((cos(Teta))^2)

Pinhole único

Vai Furo único = Comprimento de onda da onda/((Ângulo do ápice*(180/pi))*2)

Plano do Polarizador

Vai Plano do Polarizador = Plano de Transmissão do Analisador*(cos(Teta)^2)

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