Спонтанное и индуцированное излучение.
Вынужденное излучение
Энциклопедия по машиностроению XXL
Будьте в курсе новых спектрометрических решений Avantes. Получить поддержку и помощь. Поглощение и спонтанное излучение света кристаллами мы уже рассмотрел. Остановимся теперь на вынужденном излучении, наличие которого было впервые постулировано А. Эйнштейном в году для объяснения спектров излучения абсолютно чёрного тела. Если атом находится в возбужденном состоянии, то существует вероятность вынужденного испускания света под действием поля проходящей электромагнитной волны. Принципиально важным является то, что вынужденное излучение имеет точно такие же характеристики, что и первичное: Иными словами, первичный и вторичный фотоны неразличимы см. Таким образом, новые фотоны, индуцированные падающим светом, усиливают свет, проходящий через коллектив излучающих атомов или центров излучения в твердом теле. Препятствуют этому процессу центры, находящиеся в основном состоянии и имеющие определенную вероятность поглощения света. В случае преобладания актов вынужденного излучения среда становится усиливающей говорят об отрицательном поглощении света , что определяется формулой В. Перевод среды в инверсное состояние называется накачкой усиливающей среды оптическая накачка, с помощью электронного пучка и т. Вследствие спонтанного излучения использование двухуровневой системы для получения инверсии населенности оказывается неэффективным. В этих целях применяют многоуровневые квантовые системы атомов или ионов, накачка которых сначала переводит рабочие центры в возбуждённые состояния с более высокой энергией, чем энергия, соответствующая испусканию квантов индуцированного излучения. Такие системы могут работать по трёх-, четырёх- или более уровневым схемам, причём желательно, чтобы нижнее состояние для индуцированного светом перехода было расположено несколько выше по энергии, чем основное состояние квантовой системы, что явно упрощает условия получения инверсной заселённости соответствующих уровней малая равновесная заселённость конечного состояния этих переходов. Трёхуровневый метод создания сред с отрицательным поглощением, предложенный Н. Прохоровым 5 г. Упрощённая схема квантового усилителя представлена на рис. Среду, в которой возможно создание инверсии населенностей энергетических уровней, называют активным элементом усилителя. Для превращения усилителя в оптический квантовый генератор лазер желательно ввести положительную обратную связь, как это обычно делается и в электронных усилителях,. То есть часть усиленной мощности с выхода подать на вход системы, в этих целях в лазерах используют оптический резонатор: Любой фотон, возникающий в активном элементе за счет спонтанного излучения атомов среды, является источником начала генерации света. Например, если рожденный фотон движется вдоль оси резонатора ось, проходящая через активный элемент, перпендикулярна зеркалам , то он образует лавину фотонов, двигающихся в том же направлении. Этот поток фотонов будет поочередно отражаться от зеркал, усиливаясь при каждом последующем прохождении через активный элемент вследствие вынужденного испускания света. Для вывода лазерного излучения одно из зеркал делается частично прозрачным, меняя значение коэффициента отражения этого зеркала, можно изменять величину обратной связи. Иногда отражающие покрытия наносят непосредственно на плоскопараллельные торцы стержней активной среды, в этом случае необходимость в выносных зеркалах отпадает. С точки зрения волновой теории процесс усиления света означает увеличение амплитуды световой волны. Для того, чтобы волна, дважды отраженная от зеркал, возвратилась к испустившему ее центру в той же фазе, в которой она была испущена условие максимума при интерференции первичной и отраженной волн , необходимо выполнение условия резонанса:. В качестве примера накачки активного элемента с целью получения лазерного излучения рассмотрим работу лазера на рубине Т. Уровни хрома располагаются в пределах широкой около 6 эВ запрещенной зоны Al B 2 B O B 3 B , и процессы поглощения энергии и излучения могут происходить внутри этих центров свечения рис. Свет от мощной ксеноновой лампы переводит электроны с основного уровня E B 1 B на возбужденные уровни E B 3 B и Е B 4 B , образующие две широкие полосы. Примерно через 10 P -8 P c электроны безызлучательно опускаются на метастабильные уровни E B 2 B , на которых они могут находиться около 10 P -3 P с. Рубин лазера представляет собой искусственный монокристалл, как правило, цилиндрической формы диаметром около 1 см и длиной примерно 10 см с тщательно отполированными плоскими торцами. На них путем испарения наносят диэлектрические или металлические зеркала. Усиление и излучение происходит вдоль направлений, параллельных оси цилиндра. Для миниатюрных оптоэлектронных устройств более предпочтительным является лазер на кристаллах иттриево-алюминиевого граната с примесью неодима Y B 3 B Al B 5 B O B 12 B: Благодаря повышенной концентрации центров свечения лазер с неодимом имеет более высокую мощность излучения до 10 Вт , что позволяет снижать размеры устройства. Лазерную генерацию можно получить и на стеклах с соответствующей примесью например, неодима. Преимуществом стекол является их изотропность и разнообразие возможных технологических процессов сверление, вытягивание, плавление и т. Кроме того, перспективны лазеры и усилители света на световодах с примесью ионов редкоземельных элементов. Опишите основные свойства вынужденного излучения. Что означает инверсия населённости энергетических уровней? Рассмотрите общую схему квантового усилителя. Опишите принцип работ лазера. Рассмотрите работу лазера на рубине. Главная Новости Контакты Материалы Форум Карта сайта Поиск. Будьте в курсе новых спектрометрических решений Avantes Ваше имя E-mail. Пауткина Модульная многофункциональная оптоволоконная спектрометрическая система Часть I Устройство и принципы эксплуатации аппаратуры.
Вяжем снуд из мохера
Как удалить подписки на google
Там где исполняются желания фильм
Выключатель веркель как подключить
Лада ларгус 7 мест технические характеристики
Химический анкер hilti hit hy 100