Квантовый парамагнитный усилитель

Cтраница 3

Квантовые парамагнитные усилители характеризуются температурой шумов порядка 8 - 15 К, т.е. обладают в 100 раз большей чувствительностью, нежели обычные радиоприемные устройства этого диапазона. Все перечисленные и некоторые другие достоинства квантовых приборов обусловили чрезвычайно быстрое развитие этой области электроники и широкое внедрение квантовых устройств в самые разнообразные области науки и техники. [31]

Распределение числа атомов по уровням в трехуровневой системе. я - в равновесном состоянии при Г300 К, б - при температуре 7300 К и в состоянии инверсии населенностей. [32]

Для увеличения 6Ш необходимо понизить температуру вещества. Существующие квантовые парамагнитные усилители работают в интервале температур 1 - 40 К. [33]

Эквивалентная схема двухрезо - ей волны Дальнейшее. [34]

Однако ко времени создания квантовых усилителей СВЧ был уже накоплен значительный опыт разработки широкополосных усилительных ламп бегущей волны, в которых применялись различного рода замедляющие системы. Этот опыт с успехом был использован при конструировании квантовых парамагнитных усилителей бегущей волны. [35]

Одним из наиболее перспективных решений этой задачи является уменьшение шумовой температуры приемного тракта путем применения на входе современных ма-малошумящих усилителей. К таким усилителям могут быть отнесены, например, квантовые парамагнитные усилители, параметрические усилители, усилители на туннельных диодах и малошумящие лампы бегущей волны. Безусловно целесообразно также расширение полосы пропускания приемного тракта по высокой частоте. [36]

Изложены физические основы электронных и квантовых приборов СВЧ и квантовых приборов оптического диапазона, их основные характеристики и параметры, определяющие области применения этих приборов. Рассмотрены пролетные и отражательные клистроны, лампы бегущей и обратной волны, много-резонаторные магнетроны, квантовые парамагнитные усилители, оптические квантовые генераторы, квантовые стандарты частоты и другие приборы. [37]

В настоящее время в нашей стране и за рубежом созданы, такие парамагнитные усилители, как многорезонаторные, бегущей волны. В парамагнитных усилителях удается получить очень низкий коэффициент шума и полосу пропускания в несколько десятков мегагерц. Квантовые парамагнитные усилители применяются в радиолокационных станциях и системах космической радиосвязи. [38]

Квантовые устройства с сортировкой молекул или атомов в газовом пучке в невозбужденном режиме могут быть использованы с качестве регенеративных усилителей сигналов. Для усиления СВЧ колебаний применяют квантовые парамагнитные усилители, в которых состояние с инверсной населенностью создается с помощью вспомогательного генератора накачки. [39]

Квантовые устройства с сортировкой молекул или атомов в газовом пучке в невозбужденном режиме могут быть использованы в качестве регенеративных усилителей сигналов. Для усиления СВЧ колебаний применяют квантовые парамагнитные усилители, в которых состояние с инверсной населенностью создается с помощью вспомогательного генератора накачки. [40]

Появление спутниковой, тропосферной, космической связи и глобального радио - и телевещания на сверхвысоких частотах, сверхдальней радиолокации, радиоастрономии, радиоспектроскопии потребовало создания радиоприемных устройств с ничтожно малым уровнем шума. Такие схемы обычно охлаждают с помощью жидкого азота, а в последнее время - жидкого гелия. Современные параметрические усилительные схемы осуществляются на основе использования для изменения параметров схемы диодов, ферритов, полупроводников и других нелинейных элементов. Квантовые парамагнитные усилители в настоящее время строятся на двух принципах. Все эти устройства мало похожи на привычные радиоприемники и пока еще достаточно сложны в осуществлении и эксплуатации, но зато их чувствительность может быть доведена до 10 - 18 вт. [41]

Таким образом, за последние 10 лет в электронике сверхвысоких частот наряду с электровакуумными СВЧ приборами прочное место завоевали полупроводниковые и квантовые приборы. Уже сейчас трудно отделить электронику СВЧ, базировавшуюся ранее почти исключительно на электровакуумных приборах, от полупроводниковой электроники. Электроника СВЧ становится во многом полупроводниковой, а полупроводниковая электроника, еще недавно исключительно низкочастотная, прочно завоевывает диапазоны сверхвысоких и оптических частот. Не менее трудно провести в настоящее время границу между электроникой СВЧ и квантовой электроникой. Квантовые парамагнитные усилители с успехом конкурируют по ряду параметров с классическими электронными СВЧ усилителями на лампах бегущей волны. В ряде работ получает развитие квантовое рассмотрение взаимодействия электронного потока с электромагнитными полями вблизи замедляющих или резонансных систем, в результате которого возникает квазииндуцированное излучение. [42]

Гипотеза о существовании вынужденного электромагнитного излучения была высказана А. Эйнштейном в 1917 г. Однако только в 1940 г. фабрикантом были сформулированы условия экспериментального обнаружения вынужденного излучения в газовом разряде. В 1957 г. были созданы квантовые парамагнитные усилители СВЧ. [43]

При помещении его в магнитное поле происходит расщепление энергетических уровней: уровень ионов с магнитным моментом, направленным против магнитного поля, несколько поднимается, а но полю - понижается, благодаря чему населенность нижнего уровня должна быть больше, чем верхнего. Очевидно, что время изменения знака магнитного поля должно быть меньше времени релаксации. Для указанных полей при комнатной температуре время релаксации имеет порядок 10-в сек и технически использовать инверЛую населенность в этом случае практически невозможно. Однако, если понизить температуру до температуры жидкого гелия, время релаксации увеличивается до 0 1 сек, благодаря чему парамагнитные кристаллы яри столь низких температурах могут служить хорошими усилителями. Поскольку инверсное состояние будет сохраняться в течение времени порядка времени релаксации, двухуровневые парамагнитные усилители могут работать только в импульсном режиме. Имеются и другие способы осуществления квантовых усилителей, наиболее удачным из которых является метод трех уровней ( идея этого метода будет изложена ниже), позволяющий, в частности, создать квантовый усилитель, работающий в непрерывном режиме. Эти квантовые парамагнитные усилители дали возможность резко увеличить чувствительность радиоприемных установок, нашедших применение в астрономии и радиолокации. [44]

Страницы: 1 2 3