ВУЗ:
Составители:
61
7. ЛАЗЕРЫ
7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛАЗЕРАХ
Лазеры были изобретены в 1960 г. Басовым и Прохоровым
(СССР) и Таунсом (США). Принципиальная схема лазера включает в
себя активную среду (1), усиливающую (генерирующую) излучение,
резонатор (2, 2'), состоящий из двух зеркал, одно из которых полупро-
зрачное (2') и устройство накачки (3) энергии в активную среду (рис. 41).
Активная среда может быть газообразной, жидкой, твёрдотельной
либо представлять собой плазму, релятивистский электронный поток.
Главное, чтобы активная среда обладала инверсной населённостью
излучателей, т.е. большинство излучателей должно находиться в воз-
буждённом состоянии [1].
Согласно распределению Больцмана число излучателей, находя-
щихся в возбуждённом состоянии N
2
в инвертированной среде, равно:
−=
kT
E
NN
2
2
exp
,
а в основном (невозбуждённом) состоянии
−=
kT
E
NN
1
1
exp
,
где N = N
1
+ N
2
– общее число излучателей, E
1
< E
2
– энергия излуча-
телей. При N
2
> N
1
1exp
12
1
2
>
−
−=
∗
kT
EE
N
N
,
если эффективная температура среды T
*
< 0.
Инверсная населённость активной среды (т.е. её отрицательная
эффективная температура) создаётся в результате накачки энергии в
среду от внешнего источника. Например, накачку осуществляют при
пропускании электрического тока через активную среду, с помощью
вспышки мощной лампы, в результате химических реакций, с помо-
щью ускорения электронного потока и т.п.
Первичный световой (или микроволновой, рентгеновский) поток
генерируется излучателями в активной среде в результате спонтанного
излучения. Фотоны, распространяющиеся вдоль оси резонатора, отра-
жаются от зеркал и многократно проходят через активную среду. При
этом они стимулируют излучение возбуждённых излучателей. Излу-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- …
- следующая ›
- последняя »
