Cтраница 2
Штили, сопровождающиеся плотными туманами, могут явиться причиной длительных приземных инверсий, так как при этом солнечное излучение, необходимое для прогревания почвы и разрушения инверсии, в значительной мере поглощается частичками тумана, не достигая земной поверхности. Такое же действие оказывает облачность, которая при большой плотности и мощности снижает долю солнечной радиации, поглощаемой земной поверхностью. Кроме того, при пасмурной погоде спектр рассеянной радиации заметно сдвигается в сторону более длинных волн. Облачность, особенно низкая и охватывающая значительную территорию, препятствует турбулентному обмену в атмосфере и способствует удлинению периодов существования инверсии, усиливая опасность загрязнения атмосферы. [16]
При малых значениях плотности электронов и газа мощность, вводимая в разряд, также невелика, и поэтому невозможно создать мощные лазеры непрерывного действия с высоким КПД, основанные на возбуждении инверсной заселенности прямым электронным ударом. Между тем, для большого числа импульсных лазеров прямой электронный удар является эффективным механизмом возбуждения. В качестве активной среды таких лазеров могут быть использованы атомы или молекулы, имеющие низкорасположенный метастабильный уровень лазерного перехода. В качестве верхнего лазерного уровня используется уровень, оптически связанный с основным электронным состоянием системы. На начальной стадии импульса возбуждения неупругие электронно-атомные соударения приводят к преимущественно резонансному возбуждению уровней атомов и к инверсии между ними и нижележащими метастабильными состояниями. Разрушение инверсии происходит в результате спонтанных и вынужденных излучательных атомных переходов с верхнего лазерного уровня на нижний, так что характерное время существования инверсии в таких системах оказывается меньше или порядка времени спонтанного излучательного перехода между указанными состояниями. Возможности рассматриваемой схемы возбуждения импульсных лазеров достаточно велики, поскольку в данном случае на возбуждение верхнего лазерного уровня может быть израсходована заметная часть общей энергии, вводимой в разряд. Импульсная генерация на переходах, оканчивающихся на метастабильных уровнях, называется самоограниченной или генерацией на самоограниченных переходах. Отмеченная трудность, ограничивающая область использования прямого электронного удара, легко преодолевается использованием в качестве активной среды смеси газов. Состав смеси и условия возбуждения подбирают таким образом, чтобы основной канал потери энергии электронов был связан с возбуждением электронных состояний атомов или молекул одного из газов. При этом возможен процесс передачи возбуждения атомам или молекулам другого газа. Происходит эффективное возбуждение частиц этого газа в одно энергетическое состояние, которое используется в качестве верхнего лазерного уровня; в качестве нижнего лазерного уровня в данной схеме возбуждения лазера удобно использовать электронные состояния, лежащие несколько выше первого возбужденного электронного состояния системы. [17]