Верхний рабочий уровень

Cтраница 2

В молекулярных импульсных лазерах оказалось возможным использовать в качестве верхнего рабочего уровня первый резонансный при метастабильном нижнем уровне. Генерация на электронных переходах получена на двух атомных молекулах N2, Н2, СО и др. Заселенность верхнего рабочего уровня происходит в результате прямого возбуждения молекул электронами. [16]

В газоразрядной трубке, наполненной гелием и неоном при парциальных давлениях соответственно 1 и 0 1 мм рт. ст.; электронным ударом первого рода в основном возбуждаются атомы Не, поскольку их число в 10 раз больше, чем атомов Ne. Затем атомы Не, находясь на метастабильных уровнях 235 или 21S, передают энергию возбуждения атомам Ne, заселяя тем самым верхний рабочий уровень лазерного перехода. Заселение верхнего уровня Ne происходит в некоторой мере также и под влиянием электронных ударов первого рода. [17]

Сигнализаторы аварийного уровня предназначены для подачи сигналов в операторную при достижении аварийного уровня нефти в резервуаре. Эти сигнализаторы устанавливаются как страхующие, поскольку они вступают в действие только тогда, когда по какой-то причине не сработал выключатель верхнего рабочего уровня, установленный в уровнемере. [18]

В ионных лазерах непрерывного действия это условие выполняется. Нижний рабочий уровень имеет очень короткое время жизни и быстро расселяется. Верхний рабочий уровень обладает значительно большим временем жизни. Заселяется он при соударениях с электронами как за счет переходов из основного состояния, так и за счет последовательных переходов с более высоко расположенных уровней. [19]

Обычно импульс излучения лазера, как это показано на рис. 9 - 15, не является сплошным, а состоит из множества коротких, длительностью около микросекунды, импульсов - пичков, следующих со средней частотой повторения порядка сотен килогерц или 1 Мгц. Физика возникновения пичков недостаточно изучена, однако, основной причиной считают колебания населенности верхнего уровня рабочего перехода вблизи пороговой величины. Эти колебания происходят вследствие того, что верхний рабочий уровень при генерации опустошается быстрей, нежели протекает процесс его заселения. По достижении порогового числа активных частиц интенсивность генерации резко уменьшается и через некоторый интервал времени необходимая заселенность верхнего уровня восстанавливается. При охлаждении кристалла рубина частота шичков уменьшается. [20]

Устройство ОКГ, использующего иоиы аргона. [21]

Малый коэффициент полезного действия является серьезным недостатком газовых ОКГ на атомных и ионных переходах. Низкая эффективность накачки во многом определяется тем, что верхний рабочий уровень удален от основного. Поэтому для повышения эффективности могут быть использованы колебательные возбужденные состояния молекул, энергетические уровни которых располагаются значительно ближе друг к другу, чем электронные. [22]

Известно, что инверсная населенность изменяется за счет спонтанных процессов ( в рубиновом генераторе время релаксации порядка 10 - 3 сек), которые могут происходить и при участии решетки, так как часть энергии при этом может быть передана решетке. Член, характеризующий изменение А за счет спонтанного излучения и всех возможных других процессов, приводящих к обеднению верхнего рабочего уровня, можно записать в виде а2 2 / т, где а2 2 пропорционально числу активных атомов на верхнем уровне, а т - константа, определяющая скорость распада системы. Кроме процессов релаксации необходимо учесть также воздействие накачки. Действительно, непрерывный режим генерации невозможен, если не будут компенсироваться потери квантов, например, за счет спонтанных процессов или за счет выхода излучения из генератора или его поглощения. [23]

Добавление гелия в качестве компонента рабочей смеси позволяет увеличить мощность излучения. Гелий вследствие его высокой теплопроводности снижает температуру газа, уменьшает тепловое заселение нижнего лазерного уровня молекулы углекислого газа и тем самым способствует созданию инверсной населенности. Кроме того, атомы гелия, сталкиваясь с сильно возбужденными молекулами углекислого газа, находящимися на более высоких уровнях, обеспечивают дополнительное заселение верхнего рабочего уровня. [24]

Правила отбора для вращательных переходов в данном колебательном состоянии, например, основном ( рис. 5.2 а), разрешают переходы только между соседними уровнями, так что оптическое возбуждение такого перехода может лишь выравнять заселенности уровней, но не приведет к инверсии заселенностей. Поэтому ДИК-лазеры работают в основном по схеме, представленной на рис. 5.26, когда накачка осуществляется на колебательно-вращательном переходе, а генерация - на вращательных переходах в верхнем и, возможно, нижнем колебательных состояниях. Инверсия заселенностей в возбужденном колебательном состоянии возникает за счет увеличения заселенности верхнего рабочего в лазерном переходе уровня, так что могут возникнуть каскадные переходы типа / - - ( / - 1) - - ( / - 2) - - ( / - 3) - к. В нижнем ( основном) колебательном состоянии инверсия создается за счет обеднения при накачке заселенности нижнего рабочего в лазерном переходе уровня при достаточной тепловой заселенности верхнего рабочего уровня. Понятно, что в возбужденном колебательном состоянии, когда с начала возбуждения до времени заметного развития релаксационных процессов вращательные уровни практически пусты, инверсия заселенностей осуществляется легче, чем в основном состоянии, когда при комнатных температурах имеет место существенное заселение вращательных уровней. По-видимому, большинство наблюденных к настоящему времени лазерных ДИК-переходов относится к вращательным переходам в возбужденных колебательных состояниях. Встречаются, однако, лазерные переходы и в основном колебательном состоянии. Здесь следует заметить, что пока более или менее однозначно интерпретирована лишь малая доля всех реализованных лазерных ДИКнпереходов. Это объясняется прежде всего совершенно недостаточным знанием вращательных спектров и молекулярных констант для возбужденных колебательных состояний. Поэтому среди этих переходов в рассматриваемом диапазоне спектра вполне могут быть и колебательно-вращательные лазерные переходы между различными типами колебаний. [25]

Основное состояние невозбужденной молекулы состоит из совокупности колебательных уровней. Каждый колебательный уровень содержит ряд вращательных подуровней, и таким образом получается достаточно широкая полоса энергетических уровней. Возбужденное состояние имеет такую же структуру энергетических уровней. При возбуждении молекула переходит с низшего уровня основного состояния на один из верхних уровней первого возбужденного состояния; затем молекула совершает безызлучательный переход на дно первого возбужденного состояния - верхний рабочий уровень. Нижним рабочим уровнем является один из уровней полосы невозбужденного состояния. С нижнего рабочего уровня в основное невозбужденное состояние молекула совершает безызлучательный переход. [26]

Гелий-неоновый ОКГ типа ЛГ-55. [27]

Активной средой в ОКГ на ионах аргона является дуговой разряд в чистом аргоне при давлении менее 1 мм. В качестве рабочих используются переходы между возбужденными состояниями ионов. В первом приближении можно считать, что диаграмма энергетических уровней ионизированного аргона Аг, участвующих в генерации, имеет вид рис. 9.2 о. Заселение верхнего рабочего уровня W3 происходит за счет прямого электронного возбуждения, а также благодаря ступенчатым переходам ионов на этот уровень через промежуточные уровни, не показанные на рисунке. [28]

Страницы: 1 2