Cтраница 2
Частота молекулярного генератора зависит также от напряжения на сортирующем устройстве и давления в источнике. [16]
Устройство молекулярного генератора в целом таково: через отверстие поступает пучок молекул аммиака. Напомним, что пучок молекул отличается от газовой струи тем, что в пучке пре-небрегается взаимодействием молекул, таким образом, пучок возможен в условиях достаточного разрежения. Пучок проходит через квадрупольный конденсатор. Молекулы высокой энергии поступают в объемный резонатор, настроенный на волну 1 27 см. Здесь благодаря взаимодействию с волновым полем молекулы переходят на нижний уровень, испуская при этом кванты соответствующей частоты и поддерживая таким образом волновые колебания в резонаторе. Система возбуждается мягко, так как вначале всегда существует некоторое волновое поле в резонаторе, обусловленное тепловым излучением его стенок. Из специфических деталей устройства заслуживает упоминания приспособление для устранения отработанных молекул. Дело в том, что количество впускаемого газа при образовании пучка настолько велико, что откачать его обычными средствами нельзя. Поэтому применяется своеобразный прием: на пути молекул ставится охлаждаемая жидким азотом пластинка, к которой молекулы аммиака примерзают. [17]
![]() |
Устройство молекулярного генератора с автоматической. [18] |
Мощность молекулярных генераторов на аммиаке обычно не превышает 10 - 7 em, и поэтому практически они используются главным образом в качестве высокостабильных эталонов частоты. [19]
Особенность молекулярного генератора заключается в очень узкой полосе излучения, ширина которой зависит от времени пролета резонатора, так как вероятность спонтанных излучений, расширяющих полосу излучаемых частот, за время пролета резонатора весьма мала. [20]
Частота молекулярного генератора зависит также от напряжения на сортирующем устройстве и давления в источнике. [21]
![]() |
Диаграмма энергетических состояний иона аргона. [22] |
В молекулярных генераторах в качестве рабочих энергетических состояний используются системы энергетических уровней, связанных с колебательным или вращательным движением молекул. Внутренняя энергия молекулы определяется не только энергией каждого из атомов, образующих молекулу, но и энергией колебательного или вращательного движения атомов относительно их устойчивого состояния. [23]
В молекулярном генераторе инверсия населенностей достигается с помощью квадрупольного конденсатора, который отделяет молекулы, находящиеся на верхнем уровне, от молекул, находящихся на нижнем уровне. [24]
В молекулярном генераторе по возможности устранены все факторы, вызывающие уширение линии. При низком давлении газа и большой длине свободного пробега соударений между молекулами практически нет, а так как пучок сфокусирован, можно пренебречь и соударениями молекул со стенками резонатора. Поэтому уширение спектральных линий вследствие соударений в молекулярных генераторах не наблюдается. Для уменьшения допплеровского уширения следует согласно ф-ле (7.25) увеличивать фазовую скорость поля вдоль оси резонатора. Для этого в резонаторе используют тип колебаний с однородным распределением поля вдоль оси. [25]
В молекулярных генераторах и усилителях, использующих переходы между энергетическими уровнями, очевидно, необходимо создать искусственные условия, при которых населенность более высокого энергетического уровня будет выше. В этом случае под влиянием внешнего высокочастотного поля определенной частоты, близкой к частоте квантового перехода, может наблюдаться интенсивное излучение, связанное с переходом с высокого на низкий энергетический уровень. Такое излучение, вызванное внешним полем, называется индуцированным. Отсюда и происхождение термина мазер ( maser - microwave amplification ву stimulated emission of radiation - усиление микроволн при помощи индуцированного излучения), который широко используется в иностранной литературе применительно к квантовым генераторам и усилителям. [26]
В молекулярных генераторах на аммиаке расширение спектральной линии А / 2 оценивается величиной от 2 до 10 кгц. [27]
![]() |
Схема энергетических уровней квантовых генераторов. [28] |
В первых молекулярных генераторах на аммиаке для создания избыточной заселенности верхнего уровня применялась сортировка молекул: из пучка молекул отбирались только находящиеся на верхнем уровне, затем они пропускались через СВЧ-резонатор, где в результате стимулированных переходов генерировались СВЧ-колебания. [29]
Басов, Молекулярный генератор на пучке молекул аммиака. [30]