Основы электротехнологий. Анненков Ю.М - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

каф. ЭИКТ ЭЛТИ ТПУ
6
излучения строго определённой длины волны, которая определяется
разностью энергий двух энергетических состояний:
h
12
Е - Е
=
λ
, (1)
где Е
1
, Е
2
- энергия атома соответственно на нижнем и верхнем уровнях
соответственно;
Наибольшее распространение, благодаря высокой технологичности,
получили лазеры, работающие
по трёх и четырёхуровневой
(рис. 2) схемам, предложен-
ным в 1955 году Басовым Н.Г
и Прохоровым А.М.
В результате внешнего воз-
действия (накачка лазера) в
рабочем теле активные части-
цы (атомы, ионы, молекулы
)
поглощают энергию (свето-
вую, тепловую и т.д), что при-
водит к переходу валентных
электронов на верхние энерге-
тические уровни (Е
3
, Е
4
). По-
сле прекращения светового
импульса накачки электроны
стремятся вернуться в основ-
ное состояние (Е
1
) путем двух
последовательных переходов.
На первом этапе возбужден-
ные электроны, находящиеся на уровнях накачки, передают часть своей
энергии кристаллической решетке в виде фононов. Это безиз-
лучательный переход на промежуточный метастабильный уровень. (Е
2
)
На этом уровне электроны сохраняют свою энергию в течение довольно
длительного времени порядка 10
-3
с. В результате электроны скаплива-
ются на метастабильном уровне и их концентрация превышает концен-
трацию валентных электронов в основном состоянии (Е
1
). Такая ситуа-
ция называется «инверсия населенности уровней» и представляет собой
первое условие (принцип) генерации лазерного излучения.
Следующий принцип генерации состоит в формировании вынужден-
ного излучения, наличие которого было постулировано в 1905г. Эйн-
штейном.
Если электрон активной частицы находится в возбужденном состоя-
нии на метастабильном уровне Е
2
, то существует вероятность вынуж-
N
4
N
1
Е
2
Е
1
Е
3
Е
4
N
2
N
3
1
3
2
Р
ис. 2. Четырехуровневая модель ра-
боты лазера:
Е
1
- основное состояние активного атома
(иона), Е
2
– метастабильный уровень, Е
3
,
Е
4
– уровни накачки, переходы 1-3 и 1- 4 -
накачка лазера, безизлучательные перехо-
ды 4-2, 3-2, излучательный (рабочий) пе-
р
еход - 3.

Страницы