Cтраница 2
Среду с инверсной заселенностью энергетических уровней, обеспечивающую усиление распространяющегося в ней излучения, принято называть активной средой. [16]
Понятно, почему инверсная заселенность является необходимым условием создания лазера. Прежде всего нас не интересует спонтанное излучение. Как указывалось выше, спонтанное излучение не направлено и не когерентно. Значит, речь идет о стимулированном излучении. Поскольку вероятности перехода частицы, в которую попадает фотон, вверх и вниз одинаковы, усиление стимулированного излучения возможно лишь в том случае, если верхний уровень будет более заселен, чем нижний. [17]
Таким образом, инверсная заселенность в трехуровневой системе возможна лишь в том случае, если в возбужденном состоянии находится более половины всех активных частиц. Это условие налагает серьезные требования на скорость возбуждения, а следовательно, и мощность энергии накачки. [18]
В химических лазерах инверсная заселенность возникает в продуктах химических реакций, протекающих при воздействии на реагирующие вещества разряда, излучения или просто при их смешивании или нагреве. В отсутствие обновления рабочей смеси химические лазеры могут работать лишь в импульсном режиме. [19]
В этих лазерах инверсная заселенность создается за счет химических процессов; при этом в излучение преобразуется часть энергии, выделяющейся в экзотермических реакциях. В результате реакций могут возбуждаться любые степени свободы молекул-продуктов: поступательные, вращательные, колебательные и электронные, причем для газовой среды типичным случаем является возбуждение первых двух. [20]
При газодинамическом способе инверсная заселенность среды получается за счет различных времен релаксации верхнего и нижнего лазерных уровней, происходящей при резком расширении предварительно нагретого рабочего тела с равновесной заселенностью уровней. Он отличается от других способов возбуждения тем, что преобразование тепловой энергии в энергию излучения осуществляется непосредственно, без использования электрической энергии. Благодаря возможности получения больших расходов смеси газодинамический способ накачки используется при создании технологических лазеров повышенной мощности. [21]
Другим методом получения инверсной заселенности является применение вспомогательного излучения, которое создает избыточную по сравнению с равновесной концентрацию атомов ( или других частиц) на верхних энергетических уровнях. [22]
Высокая эффективность получения инверсной заселенности в газоразрядных СО2 - лазерах обусловлена рядом причин. [23]
Газодинамический метод создания инверсной заселенности привлекает своей простотой. Он не требует сложных электроразрядных схем и при нагреве газа в теплообменниках, нагреваемых при сгорании топлива, может работать без использования электрической энергии. Работая при высоких давлениях газа на входе в сопло, газодинамический метод возбуждения позволяет создать мощные лазеры при разумных габаритах устройства. ССЬ-лазеры могут найти применение в термической технологии для обработки больших поверхностей. [24]
Поэтому для получения инверсной заселенности достаточно на уровень 3 перевести относительно меньшее количество атомов, что потребует гораздо меньшей энергии, чем в случае лазера с трехуровневой схемой. Типичным примером такой схемы является лазер, в котором в качестве активного вещества используется нео-димовое стекло. [25]
Практическая возможность достижения частичной инверсной заселенности в СО во многом обусловлена специфичным характером заселенности вращательных уровней молекулы СО, связанным с ее энгармонизмом, и большим числом каналов эффективного обмена энергий между колебательными, а также колебательными и поступательными степенями свободы. [26]
Отрицательная ХПЯ соответствует инверсной заселенности верхнего зеемановского уровня. Избыток энергии отрицательно поляризованных ядерных спинов может освободиться в виде энергии электромагнитного излучения. [27]
В активной среде создается инверсная заселенность. В этом случае заселенность некоторого возбужденного энергетического уровня атома оказывается большей, чем более низкого. В качестве рабочего перехода, на котором идет генерация излучения, часто используют метастабильный уровень. [28]
Нетрудно видеть, что инверсная заселенность уровней возникает вблизи р - - перехода, включенного в проходном направлении. При соответствующих характеристиках р-п-перехо-да протекающий сквозь него ток возбуждает испускание света. [29]
![]() |
Обозначение вероятностен переход. четырехуронневой системе активного лазерного вещества. [30] |