Cтраница 3
Необходимая для лазерного эффекта инверсная заселенность метаста-билыюго уровня 3 определяется, с одной стороны, параметрами активного лазерного вещества и коэффициентом усиления, а с другой - параметрами резонатора. [31]
В чистом неоне достичь инверсной заселенности почти невозможно, ибо на дол-гоживущем уровне 5 сразу же собирается много возбужденных атомов, за счет этого происходит и пополнение лазерного нижнего уровня 1 и инверсии между уровнями 1 и 3 не возникает. Наличие гелия резко меняет ситуацию. [32]
![]() |
Принципиальная схема квантового усилителя. [33] |
Используются различные способы получения инверсной заселенности рабочих уровней. Наиболее широкое применение получили парамагнитные квантовые усилители, основанные на явлении парамагнитного резонанса в твердых телах, описанном в § 11.7. В качестве рабочего вещества в этих усилителях используются диамагнитные кристаллы, содержащие небольшие количества парамагнитной примеси. [34]
Все факторы, увеличивающие инверсную заселенность уровня 00 1, повышают мощность и коэффициент полезного действия лазера. Этому, прежде всего, благоприятствует большое время жизни верхнего уровня, составляющее 2.8 S-10 3 сек [62] ( для радиационного перехода), что способствует накоплению энергии на этом уровне. Далее, важным фактором увеличения заселенности уровня 00 1 является обмен колебательной энергии при столкновениях молекул С02 и азота, примесь которого в насколько раз повышает мощность углекислотного лазера. [35]
Активная среда, обладающая инверсной заселенностью уровней, способна усиливать оптическое излучение на частоте рабочего перехода. Усиление происходит вследствие индуцированного ( стимулированного) когерентного излучения возбужденных атомов под действием поля световой волны. [36]
Если равновесные состояния с инверсной заселенностью энергетических уровней и, следовательно, с отрицательной абсолютной температурой можно получить только у необычных систем, которыми являются лишь спиновые системы, то стационарные неравновесные состояния с инверсной заселенностью уровней можно непрерывной подкачкой создать и у обычных систем. Это осуществляется в таких усилительных установках, как мазеры. Очень часто, говоря об инверсной заселенности энергетических уровней, употребляют понятие отрицательной абсолютной температуры, однако это лишь условное терминологическое понятие, поскольку инверсная заселенность уровней еще не есть состояние с отрицательной температурой. Необходимо, чтобы система находилась в равновесном состоянии при инверсной заселенности уровней, как это наблюдается в спиновых системах. [37]
При газодинамическом возбуждении активной среды инверсная заселенность возникает за счет различия времен релаксации уровней в протекающем через сверхзвуковое сопло нагретом газе. [38]
Таким образом, достигается состояние инверсной заселенности. [39]
Наиболее простая трехуровневая система получения инверсной заселенности представлена на рис. 1.7, а. [40]
Рассмотрим теперь конкре тные способы достижения инверсной заселенности. [41]
![]() |
Энергетическая схема трех - и четырехуровневых оптических квантовых генераторов.| Схема энергетических уровней ионов хрома в рубине. [42] |
Мощность накачки, необходимая для создания инверсной заселенности, легче всего достигается в виде света импульсных ламп-вспышек, поэтому большая часть ОКГ на твердых телах работает в импульсном режиме. [43]
Это направление, основанное на реализации инверсной заселенности возбужденных электронных состояний молекул ( см. выше § 2.2 и 4.6), открывает принципиально новые возможности изучения вещества, а также воздействия на его свойства. В настоящее время спектроскопия стимулированного излучения бурно развивается, существенно дополняя и расширяя тем самым ассортимент методов молекулярной спектроскопии. [44]
Для возникновения генерации необходимо создать такую инверсную заселенность, чтобы усиление света при однократном прохождении его через всю длину активного вещества в резонаторе было бы больше или равно потерям, KL; ( 1 - г), где К - коэффициент усиления активного лазерного материала, I - длина образца, г - коэффициент отражения зеркал резонатора. [45]