Процесс - индуцированное излучение
Cтраница 1
Процесс индуцированного излучения начинается в тот момент, когда по крайней мере один возбужденный атом спонтанно излучает фотон, параллельный оси резонатора. Этот фотон вынуждает другой возбужденный атом испускать второй фотон. Этот процесс начинает лавинообразно развиваться, так как фотоны перемещаются вдоль возбужденного вещества, многократно отражаясь от зеркал резонатора. [1]
Процессы индуцированного излучения и поглощения могут быть характеризованы определенной степенью вероятности. [2]
В процессе индуцированного излучения частицы переходят вниз на уровень 2р, с которого через малый промежуток времени попадают на уровень Is. Опустошение этого уровня происходит за счет диффузии частиц на стенки кюветы, где они теряют часть энергии и переходят в основное состояние. Процесс диффузии частиц на стенки кюветы наблюдается, в основном, для частиц с энергией Is, так как время жизни их в этом состоянии весьма велико и в процессе движения внутри сосуда они успевают, сохраняя энергию Is, встретиться со стенками кюветы. С этой целью диаметр кюветы делают относительно небольшим ( 0 7 - 1 см), так как при большем диаметре вероятность диффузии частиц Is на стенки сосуда уменьшается, уровень Is опустошается медленней и коэффициент инверсии на рабочих переходах снижается. [3]
Рассмотрим теперь процесс индуцированного излучения. [4]
Как уже указывалось, процессы индуцированного излучения сопровождаются усилением электромагнитных волн. Определим условия, при которых это возможно. Плотность частиц в этих состояниях обозначим N и N2 соответственно. [5]
Число возбужденных атомов, участвующих в процессе индуцированного излучения, нарастает почти мгновенно. [6]
В веществе с инверсной населенностью уровней возбужденных атомов больше, чем невозбужденных; поэто му чаще должны происходить процессы индуцированного излучения фотонов, чем их поглощения. В результате при прохождении света через вещество с инверсной населенностью уровней должно происходить усиление потока света, а не ослабление. [7]
Фактически, передняя часть импульса непрерывно поглощается атомами, которые вытягивают энергию из импульса, а затем воспроизводят импульс в процессе индуцированного излучения. Поэтому импульс непрерывно деформируется по мере своего распространения через среду, и именно этот процесс и связанное с ним накопление энергии замедляют распространение импульса. [8]
 |
Схематическое устройство резонатор-ного МУ. [9] |
Если к такой возбужденной системе приложить слабое электрическое поле сигнала с частотой, соответствующей разности энергий молекул на верхнем и нижнем уровнях, то за счет процесса индуцированного излучения большее число молекул перейдет с верхнего уровня на нижний, чем с нижнего на верхний. При этом кванты электромагнитной энергии, излучаемые молекулами, переходящими с верхнего уровня на нижний, будут когерентны друг с другом и с приложенным электромагнитным полем. [10]
Они выдают или усиливают электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 1 нанометра до 1 миллиметра ( ультрафиолет, видимый свет и инфракрасный диапазон спектра) в процессе управляемого индуцированного излучения. [11]
Срыв генерации происходит в момент времени t tz, в который мощность накачки падает до такого уровня, что скорость возбуждения атомов сравнивается со скоростью, с которой они покидают метастабильный уровень вследствие люминесценции, а также процессов индуцированного излучения, не связанных с полезной генерацией. [12]
Изучая свойства квантовых систем, мы установили, что эти системы не только могут генерировать излучение, но и усиливать энергию электромагнитных волн. Систему, в которой процесс индуцированного излучения происходит под воздействием внешнего излучения, мы назвали квантовым усилителем. [13]
ОКГ, является их острая направленность, малое расхождение пучка лучей по углам. Это связано с механизмом процессов индуцированного излучения, лежащих в основе действия лазеров. Затравочный фотон, необходимый для генерации света в лазере, должен лететь параллельно оси резонатора. Поэтому луч, вышедший из генератора, имеет острую направленность. Однако волновые свойства света не позволяют получим, угол расхождения лучей, равный нулю. Явление дифракции света определяет нижний угловой предел гЧч, для расхождения лучей ОКГ. [14]
Одной из замечательных особенностей лучей, получаемых в ОКГ, является их острая направленность, малое расхождение пучка лучей по углам. Это связано с механизмом процессов индуцированного излучения, лежащих в основе действия лазеров. Дело в том, что затравочный фотон, необходимый для генерации света в лазере, должен лететь параллельно оси резонатора. В генерации и усилении света участвуют только фотоны, летящие параллельно оси резонатора. Поэтому луч, вышедший из генератора, имеет острую направленность. Однако волновые свойства света не позволяют получить угол расхождения лучей, равный нулю. Явление дифракции света ( § 62.1) определяет нижний угловой предел 9МИН для расхождения лучей ОКГ. [15]
Страницы: 1 2