광 펌핑

광 펌핑 또는 옵티컬 펌핑(optical pumping)은 빛을 사용하여 원자나 분자의 낮은 에너지 준위에 있는 전자를 더 높은 에너지 준위로 올리는(또는 "펌핑하는") 과정이다. 이는 일반적으로 레이저 제작에서 밀도 반전을 달성하기 위해 활성 레이저 매질을 펌핑하는 데 사용된다. 이 기술은 1966년 노벨 물리학상 수상자인 알프레드 카스틀레르가 1950년대 초에 개발했다. Page 56.

광 펌핑은 원자나 분자 내에 묶여 있는 전자를 잘 정의된 양자 상태로 주기적으로 펌핑하는 데도 사용된다. 단일 전자 껍질 전자를 포함하는 원자 종의 가장 간단한 결맞음 2준위 광 펌핑의 경우, 이는 전자가 펌프 레이저의 편광과 양자 선택 규칙에 의해 정의되는 단일 초미세 구조 아준위(로 표시)로 결맞음 있게 펌핑됨을 의미한다. 광 펌핑 시 원자는 특정  아준위에 정렬되었다고 하지만, 광 펌핑의 주기적 특성으로 인해 묶인 전자는 실제로 상위 및 하위 상태 아준위 사이에서 반복적인 여기 및 붕괴를 겪게 된다. 펌프 레이저의 진동수와 편광은 원자가 정렬되는  아준위를 결정한다.

실제로, 전이의 선폭이 파워 브로드닝되고 초미세 구조 트래핑 및 복사 트래핑과 같은 바람직하지 않은 효과로 인해 완벽하게 결맞음 있는 광 펌핑이 발생하지 않을 수 있다. 따라서 원자의 정렬은 레이저의 주파수, 강도, 편광 및 스펙트럼 대역폭뿐만 아니라 흡수 전이의 선폭 및 전이 확률에 더 일반적으로 의존한다.

광 펌핑 실험은 일반적으로 물리학 학부 실험실에서 루비듐 가스 동위 원소를 사용하여 무선 주파수(MHz) 전자기파가 이러한 동위 원소를 효과적으로 펌핑하고 펌핑 해제하는 능력을 보여준다.

 같이 보기 
 원자 결맞음
 레이저 펌핑
 광공진기
 라비 주기

 각주 

분류:양자광학