Изучение явлений дифракции лазерного излучения на простейших дифракционных структурах. Чудинова С.А - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

7
кусками не сопряженных друг с другом синусоид, которые
называются цугами (рис. 4б). Такое поле некогерентно.
♦ Спонтанное излучение распространяется в пространстве изотропно
(рис. 4в), т. е. пространственно симметрично, подобно солнечному
излучению. Нельзя осуществить коллимацию излучения без потерь, а
яркость изображения не может быть выше яркости источника.
♦ Спонтанное излучение немонохроматично
(энергия распределена в
широком спектральном интервале).
Усиление и генерация излучения
Световые волны, распространяясь в веществе, взаимодействуют
с атомами среды. Изменение интенсивности света dI на пути dx
определяется формулой:
dI
≈
I
0
(N
2
-N
1
)dx, (3)
из которой следует, что излучение, пройдя через среду, поглощается,
если
N
2
< N
1
,
I = I
0
e
-
α
х
(3а)
и излучение усиливается,если
N
2
> N
1
, I = I
0
e
+
α
х
, (3б)
где
α
- коэффициент поглощения или усиления соответственно. Условие
(3б) является первым условием лазерной генерации. Оно означает, что
для усиления излучения систему надо вывести из состояния
равновесия, т.е. нарушить принцип Больцмана. Нарушение принципа
Больцмана называется инверсией. Среда с инверсной населенностью
называется активной, а процесс получения инверсной населенности
называется накачкой. В системах
с инверсной населенностью, во-
первых, происходит усиление волны, а, во-вторых, вынужденное
излучение преобладает над спонтанным. Неравновесное состояние, для
которого N
2
>N
1
, называется состоянием с отрицательной
температурой.
Рис. 4. Особенности равновесного состояния:
а) больцмановское распределение по уровням;
б) некогерентная волна; в) изотропное излучение
а
б в 
    кусками не сопряженных друг с другом синусоид, которые
    называются цугами (рис. 4б). Такое поле некогерентно.
♦   Спонтанное излучение распространяется в пространстве изотропно
    (рис. 4в), т. е. пространственно симметрично, подобно солнечному
    излучению. Нельзя осуществить коллимацию излучения без потерь, а
    яркость изображения не может быть выше яркости источника.
♦   Спонтанное излучение немонохроматично (энергия распределена в
    широком спектральном интервале).




                 а                      б                в
               Рис. 4. Особенности равновесного состояния:
         а) больцмановское распределение по уровням;
         б) некогерентная волна; в) изотропное излучение

       Усиление и генерация излучения
        Световые волны, распространяясь в веществе, взаимодействуют
с атомами среды. Изменение интенсивности света dI на пути dx
определяется формулой:
                      dI ≈ I0 (N2-N1)dx,                      (3)
из которой следует, что излучение, пройдя через среду, поглощается,
если
                      N2 < N1, I = I0 e- α х                  (3а)
и излучение усиливается,если
                       N2 > N1, I = I0 e+ α х ,               (3б)
где α - коэффициент поглощения или усиления соответственно. Условие
(3б) является первым условием лазерной генерации. Оно означает, что
для усиления излучения систему надо вывести из состояния
равновесия, т.е. нарушить принцип Больцмана. Нарушение принципа
Больцмана называется инверсией. Среда с инверсной населенностью
называется активной, а процесс получения инверсной населенности
называется накачкой. В системах с инверсной населенностью, во-
первых, происходит усиление волны, а, во-вторых, вынужденное
излучение преобладает над спонтанным. Неравновесное состояние, для
которого    N2>N1,   называется      состоянием с    отрицательной
температурой.
                                                                  7

Страницы