Лазеры. Свойства лазерного излучения — КиберПедия 

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Лазеры. Свойства лазерного излучения

2018-01-04 325
Лазеры. Свойства лазерного излучения 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

1. Рубиновый лазер
Рабочее тело – корунд (Al2O3) с примесью 0,03-0,05% хрома (Cr2O3) – рубин. На торцы рубинового стержня нанесено зеркальное напыление, они образуют па-раллельные зеркала, пропускающие 8% света (РИС. 41.2). Пространство между зеркалами играет роль резонатора. Источник энергии – импульсная ксеноновая лампа (с её помощью происходит оптическая накачка рубина).
Схема энергетических уровней рубина.

При накачке ионы Cr3+ переходят из основного состояния 1 в возбуждённое состояние 3. Время жизни этого состояния мало. Так как A32> A31, большая часть электронов переходит в состояние 2 (время жизни около 10–1 с). Создаётся ин-версная заселённость уровней 2 и 1. Электрон может перейти с уровня 2 на уро-вень 1 (сверху вниз, A21) с излучением фотона. Этот фотон может вызвать вынуж- денное излучение (B21). Фотоны, двигаясь между зеркальными торцами, создают эффект лавины.

2. Гелий-неоновый лазер
В газоразрядной трубке содержится смесь гелия под давлением 1 мм рт. ст. и неона под давлением 0,1 мм рт. ст. На торцах трубки находятся два зеркала, одно из которых полупрозрачно. Источник энергии – газовый разряд.

Энергетическая диаграмма показана на РИС. Третий уровень гелия и четвёртый уровень неона совпадают. В результате газового разряда происходит возбуждение атомов гелия (коэффициент Эйнштейна B13) и неона (B14). Столкновения возбуждённых атомов гелия с невозбуждёнными атомами неона приводят к резонансной передаче возбуждения. Так как атомов гелия в 10 раз больше, чем атомов неона, это приводит к резкому увеличению населённости четвёртого уровня гелия. Вместе с быстрым опустошением уровня 3 это создаёт инверсную населённость уровней 4 и 3. Так как резонатор лазера настроен на длину волны λ43, это приводит к созданию лавины фотонов именно этой длины волны.
Свойства лазерного излучения:
1. Высокая временная и пространственная когерентность
2. Высокая плотность потока энергии
3. Высокая степень монохроматичности (ширина линии генерации Δλ ≈ 0,1 Å)
4. Узкая направленность пучка

16)Методы описания состояния макросистемы. Химический потенциал
Макросистема – система, состоящая из огромного числа частиц.
Способы описания состояния макросистем: статистический и термодинамический
Термодинамическое описание состояния макросистемы – это описание состояния системы в целом. Будем рассматривать равновесное состояние системы. Равновесное состояние– состояние макросистемы, в котором она может находиться сколь угодно долго в отсутствие внешнего воздействия.
Термодинамические параметры (макропараметры) – параметры, описывающие макросистему в целом: давление p, объём V, температура T, внутренняя энергия U, энтропия S и т. п.

I начало термодинамики dU= δQ- δA, Q – количество теплоты, переданное системе, A – работа, совершённая системой.
Так как δA = pdV, dS= (δQ/T) обрат, для закрытой системы: dU=TdS-pdV.
Для открытой системы внутренняя энергия может изменяться и за счёт изменения числа частиц:dU=TdS-pdV+μdN,
где μ – химический потенциал – термодинамический параметр системы. Его смысл прост. Для теплоизолированной (dS = 0) системы при V = const:dU=μdN⇒ (μ=dU/dN)S,V=const

Химический потенциал равен изменению внутренней энергии теплоизолированной системы постоянного объёма при изменении числа её частиц на единицу. Возможно μ ≷ 0. Для идеального газа μ < 0; для фотонного газа μ = 0.

При контакте двух теплоизолированных систем с химическими потенциалами μ1 и μ2 (РИС. 41.5) поток энергии:
, где *μ1, *μ2 – химические потенциалы систем 1 и 2 после приведения их в контакт;
dN12, dN21 – число частиц, переходящих из системы 1 в систему 2 и наоборот за один и тот же малый промежуток времени. Так как dN12 = dN21, *μ1 = *μ2 – в состоянии равновесия химические потенциалы систем равны.


 


Поделиться с друзьями:

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.009 с.