Электротехнические установки и их источники питания. Бар В.И. - 79 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГУ | Тольятти

Составители: 

Рубрика: 

энергии создается более высокая заселенность одного из возбужденных
состояний, чем заселенность хотя бы одного из состояний с меньшей
энергией, то есть создается инверсная заселенность в системе микрочастиц.
И лишь в этом случае состоящая из таких частиц среда становится активной,
то есть способной усиливать волны резонансной частоты.
Академиком Прохоровым было предложено использование системы из
двух зеркал, между которыми следовало располагать среду. При этом
используется эффект многократного прохождения излучения через среду за
счет отражения от зеркальных поверхностей. Этот эффект аналогичен
получению положительной обратной связи в системе усиления. Он приводит
к резонансному усилению электромагнитной энергии, которое определяется
выражением:
A
B
1
A
Q
⋅
−
=
,
где А – коэффициент усиления без обратной связи;
B – коэффициент обратной связи.
Когда произведение B·А→1, то Q→∞, и система начинает
генерировать. Это один из важных моментов использования таких зеркал.
Второй момент заключается в следующем: излучение многократно
отражается от зеркальных поверхностей, образующих открытый зеркальный
резонатор. Значительного усиления достигнут только те волны, которые
распространяются перпендикулярно зеркалам. Остальные получат усиление
тем слабее, чем под большим углом они направлены к поверхности зеркала.
Следовательно, на выходе из резонатора энергия распределена в узком,
почти параллельном пучке. Такой луч имеет малую расходимость. В любом
ОКГ используется явление индуцированного излучения среды,
поддерживаемой в состоянии с инверсной заселенностью уровней за счет
работы стороннего источника энергии. Более подробно принцип работы ОКГ
рассмотрим на примере конструкции лазера с рубиновым стержнем.
Синтетический рубиновый стержень представляет собой плавленый
оксид алюминия с добавкой атомов трехвалентного хрома. Атомы хрома,
находящиеся в состоянии покоя на нижнем энергетическом уровне, под
действием испускаемых импульсной лампой фотонов возбуждаются и
переходят на более высокий энергетический уровень. Для изготовления
лазеров подбирают такие вещества, атомы которых переходят из
возбужденного состояния в основное не сразу, а через промежуточное
метастабильное состояние. Атомы находятся в этом состоянии до тех пор,
пока они не будут вынуждены перейти в основное состояние. Длина волны
излучаемого света, при переходе из метастабильного состояния в основное
равна длине волны света, благодаря которому этот переход стал возможным.
В лазерах достаточно лишь одному атому перейти из метастабильного
состояния в основное и испустить при этом фотон, как это стимулирует
такой же переход других атомов. Таким образом, метастабильное состояние
атомов является определяющим в работе лазера.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы