Cтраница 1
Инверсное состояние иногда называют состоянием с отрицательной температурой. Происхождение этого формального названия можно объяснить, пользуясь формулой Больцмана, которая определяет относительную заселенность энергетических уровней системы, находящейся в термодинамическом равновесии. [1]
Инверсное состояние формально можно описать формулой ( VII. [2]
Инверсное состояние населенностей уровней не удовлетворяет распределению Больцмана и потому неустойчиво. [3]
Создание инверсного состояния в активном элементе связано, как правило, с рядом переходов, происходящих в активном центре. В зависимости от количества уровней, актуальных для лазерной генерации, квантовую систему классифицируют как двух -, трех - и четырехуровневую схемы функционирования рабочих центров. Разумеется, каждая из этих схем является упрощенной моделью сложных процессов, которые происходят в лазерных системах. [4]
Рассмотрим механизм возникновения инверсного состояния в газовых лазерах на примере лазера, работающего на смеси газов гелий - неон. [5]
Так как в инверсном состоянии Nn-Nm при ( W п - Wm) О, то для такого состояния абсолютная температура Т должна быть отрицательной. Поэтому инверсные среды называют иногда средами с отрицательными абсолютными температурами. Следует подчеркнуть, что введение отрицательных температур является формальным приемом, связанным с применением закона Больцмана, справедливого для равновесных состояний газа, к инверсным средам, которые на самом деле являются неравновесными. [6]
Процесс перевода среды в инверсное состояние называется накачкой усиливающей среды. [7]
Процесс перевода среды в инверсное состояние называется накачкой усиливающей среды. Наиболее естественной представляется оптическая накачка среды, при которой атомы переводятся с нижнего уровня V / н а верхний возбужденный уровень W2 облучением светом такой частоты v, что h W2 - W. Однако такие методы перевода атомов с нижнего уровня на верхний не приводят к инверсной заселенности атомов по уровням. Вследствие спонтанного излучения атомов, находящихся на возбужденных уровнях весьма малое время, а также в результате столкновения атомов с электронами, при которых возбужденные атомы отдают электронам свою энергию и переходят на нижние уровни, заселенность атомами верхних уровней будет меньше, чем нижних. Этот общий результат показывает, что использование двух уровней W и W2 не эффективно для получения инверсной заселенности. [8]
Процесс перевода греды в инверсное состояние называется накачкой усиливающей среды. Наиболее естественной представляется оптическая накачка ереды, при которой атомы переводятся с нижнего уровня Wi на верхний возбужденный уровень W2 облучением светом такой частоты v, 4ioh W-Wi. Однако такие методы перевода атомов с нижнего уровня на верхний не приводят к инверсной заселенности атомов по уровням. За счет спонтанного излучения атомов, находящихся на возбужденных уровнях весьма малое время ( см. § 14.8), а также за счет столкновений атомов с электронами, при которых возбужденные атомы отдают электронам свою энергию и переходят на нижние уровни, заселенность атомами верхних уровней будет меньше, чем нижних. Этот общий результат показывает, что использование двух уровней W и W, не эффективно для получения инверсной заселенности. [9]
Процесс перевода среды в инверсное состояние называется накачкой усиливающей среды. Однако такие методы перевода атомов с нижнего уровня на верхний не приводят к инверсной заселенности атомов по уровням. За счет спонтанного излучения атомов, находящихся на возбужденных уревнях весьма малое время ( § 72.8), а также за счет столкновений атомов с электронами, при которых возбужденные атомы отдают электронам свою энергию и переходят на нижние уровни, заселенность атомами верхних уровней будет меньше, чем нижних. [10]
Процесс перевода среды в инверсное состояние называется накачкой усиливающей среды. [11]
![]() |
Схема твердотельного лазера. [12] |
Таким образом, в рубине инверсное состояние создается между возбужденным и основным уровнем, что требует возбуждения более половины всех ионов примеси. [13]
Если в среду, находящуюся в инверсном состоянии, извне не поступает энергия, то с течением времени среда переходит в устойчивое, равновесное состояние, определяемое распределением Больцмана при данной температуре. Избыток энергии при таком переходе излучается или перераспределяется внутри системы, если переходы безызлучательные. [14]
При создании квантовых генераторов главной задачей является получение инверсного состояния или состояния с отрицательной температурой. [15]