ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
10
()
()
2
21 1 2 0
1
h ν ng
αν BN NSνν
cg
⎛⎞
⋅⋅
=⋅⋅⋅−⋅−
⎜⎟
⎝⎠
(6)
или
2
21 1 2
1
h ν ng
α NN
cg
B
⎛⎞
⋅⋅
=⋅⋅⋅−
⎜⎟
⎝⎠
, (7)
причем
()
αανdν
∞
−∞
=
∫
.
Если имеет место распределение Больцмана (2), то спектральный
коэффициент поглощения (6) и интегральный коэффициент поглощения
(7) положительны, поскольку резонансное поглощение преобладает над
вынужденным излучением. Но в случае, когда населенность верхнего
уровня энергии превышает населенность нижнего
21
21
NN
gg
> , (8)
то есть вещество находится в неравновесном состоянии и характеризу-
ется коэффициентами отрицательного поглощения (α(ν), α < 0), имеет
место усиление излучения. Неравенство (8) называется условием инвер-
сии (обращения) населенностей уровней, а состояние вещества – ин-
версным. Его количественными характеристиками служат α(ν) и α, на-
зываемые коэффициентами квантового усиления.
Чтобы выяснить
зависимость инверсии населенностей от интен-
сивности излучения, с которым взаимодействует активная среда, мож-
но, упрощая, ограничиться случаем невырожденных уровней (g
i
= 1) и
однородно уширенной линии (4). Если предположить, что суммарная
населенность двух уровней
12
NN N
=
+ (9)
постоянна во времени, то изменение населенности возбужденного уров-
ня можно представить в виде разности чисел переходов с основного
уровня за счёт возбуждения на высоколежащие уровни резонансного
поглощения и переходов с возбужденного уровня на основной вследст-
вие вынужденного и спонтанного излучения
22
p1 12ν 121ν 2
2
dN N
BN B ρ NBρ N
dt t
=⋅+ ⋅⋅− ⋅⋅− , (10)
где B
p
– скорость возбуждения. Приводя уравнения (9) и (10) к одному
дифференциальному уравнению относительно разности населенностей
N
2
-N
1
, можно получить для стационарного случая (d/dt = 0) соотноше-
ние
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- …
- следующая ›
- последняя »
