Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Дисциплины:
 2017-09-10 |
 323 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER)– усиление света с помощью вынужденного излучения.
Лазер – это квантовый генератор, излучающий в диапазоне видимого и инфракрасного излучения.
Усиление света производится излучением, индуцированным светом, проходящим через вещество.
Переход 1-2 возможен только при поглощении фотона, т.е. при взаимодействии между атомом и потоком излучения 
(рис а).
Переход 2-1 может происходить спонтанно (независимо от излучения) и индуцировано (т.е. под воздействием потока излучения)
При спонтанном излучении фотон имеет произвольное направление вектора импульса (рис б).
При индуцированном (вынужденном) переходе фотон, который излучается (вторичный) имеет то же направление, что и первичный фотон, вызвавший его появление (рис в).
Эйнштейн и Дирак доказали, что вынужденное излучение (вторичные фотоны) имеют такую же частоту, фазу, поляризацию и направление, что и вынуждающее излучение, т.е. вынужденное излучение когерентно с вынуждающим излучением, и. испущенный фотон неотличим от фотона, падающего на атом.
Испущенные фотоны, двигаясь в одном направлении, встречают другие возбужденные атомы, тоже стимулируют дальнейшие индуцированные переходы и число фотонов растет. Если на пути фотонов поставить с торцов два параллельных зеркала (резонатор), то поток фотонов, многократно отражаясь, будет вызывать лавинообразно нарастающее число вторичных фотонов (рис).
Наряду с вынужденным излучением возможен и процесс поглощения. В системе атомов, находящейся в термодинамическом равновесии, поглощение падающего излучения будет преобладать над вынужденным излучением, т. е. падающее излучение при прохождении через вещество будет ослабляться.
|
|
Для усиления падающего излучения необходимо, чтобы число вынужденных переходов превышало число поглощенных фотонов. Т.е. необходимо создать неравновесное состояние системы, при котором число атомов в возбужденном состоянии больше, чем число атомов в основном состоянии. Такое состояние системы называется состоянием с инверсией населенности .
Перевод системы в инверсное состояние называется накачкой.
Среда с инверсным состоянием называется активной.
Практически инверсное состояние среды осуществляется в оптических квантовых генераторах (лазерах).
По типу активности среды лазеры бывают: твердотельные, газовые, полупроводниковые, жидкостные.
Любой лазер имеет 3 основных компонента:
1. Активную среду, в которой создают инверсию населенности;
2. Систему накачки (устройство для создания инверсии в активной среде);
3. Оптический резонатор (устройство, выделяющее в пространство избирательное направление пучка фотонов и формирующее выходящий световой пучок).
Первый твердотельный лазер (рубиновый) создан в 1927г Мейманом.
Инверсия населенности осуществляется по трехуровневой схеме:
Кристалл рубина представляет собой оксид алюминия Аl2О3, в кристаллической решетке которого некоторые из атомов Аl замещены трехвалентными ионами Cr3+
Для оптической накачки используется импульсная газоразрядная лампа. При интенсивном облучении рубина светом мощной импульсной лампы атомы хрома переходят с нижнего уровня 1 на уровни широкой полосы 3 (рис.). Так как время жизни атомов хрома в возбужденных состояниях мало (меньше 10–7 с), то осуществляются либо спонтанные переходы 3 ® 1 (они незначительны), либо наиболее вероятные безизлучательные переходы на уровень 2 (он называется метастабильным) с передачей избытка энергии решетке кристалла рубина.
Переход 2 ® 1 запрещен правилами отбора, поэтому длительность возбужденного состояния 2 атомов хрома порядка 10–3 с, т. е. примерно на четыре порядка больше, чем для состояния 3. Это приводит к «накоплению» атомов хрома на уровне 2. При достаточной мощности накачки их концентрация на уровне 2 будет гораздо больше, чем на уровне 1, т. е. возникает среда с инверсной населенностью уровня 2.
|
|
Вынужденный переход с метастабильного уровня 2 на уровень 1 –дает когерентное излучение. Оптический резонатор (зеркала) усиливает фотонный поток, формируя тем самым лазерное излучение (в данном случае красного света с длиной волны λ = 0,604 мкм.
|
|
|
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...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© 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!