Квантовая и оптическая электроника. Практикум. Евтушенко Г.С - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

21
Из сказанного выше следует, что генерацию в неоне можно ожи-
дать между 3s- или 2s-уровнями (играющими роль верхних лазерных
уровней) и 2р- или 3p-уровнями, которые можно рассматривать как
нижние лазерные уровни. Для переходов с сильно отличающимися дли-
нами волн (∆λ > 0,2λ) каждый конкретный переход, на котором будет
осуществляться генерация, определяется той длиной волны, на которую
«настроен» максимум коэффициента отражения многослойного диэлек-
трического зеркала (резонатора). Лазерные переходы уширены пре-
имущественно благодаря эффекту Доплера. Так, например, для красного
He-Ne-перехода (λ = 633 нм в вакууме и λ = 632,8 нм в воздухе) допле-
ровское уширение приводит к тому, что ширина этой линии составляет
порядка ~1,5 ГГц. Для сравнения можно оценить величину собственно-
го уширения:
∆v
nat
= 1/(2πτ) = 19 МГц, где τ
-1
= τ
s
-1
+ τ
p
-1
.
Уширение, связанное со столкновительными процессами, оказывается
еще меньше собственного уширения (например, для чистого Ne имеем
∆v
С
= 0,6 МГц при давлении р = 0,5 мм рт. ст.).
Возбуждение газовой среды осуществляется обычно стационарным
слаботочным тлеющим разрядом. Плотность тока разряда составляет
100–200 мА/см
2
. В соударениях атомов гелия (в основном состоянии) с
электронами плазмы тлеющего разряда создаются возбужденные атомы
гелия:
e + He → He
*
+ e − δE, (1.1)
здесь звездочкой отмечен возбужденный атом гелия, а δ
E - энергия, те-
ряемая «быстрым» электроном плазмы при столкновении (около 20 эВ,
в нашем случае). Процессы, протекающие по схеме (1.1), принято назы-
вать столкновениями первого рода, т.е. такими, при которых кинетиче-
ская энергия одной частицы (в данном случае электрона) переходит во
внутреннюю энергию другой (атома гелия).
Часть из созданных в реакции (1.1) возбужденных
атомов в неуп-
ругих соударениях с атомами гелия, находящимися в основном состоя-
нии, и электронами, окажется в состояниях 2
3
S
1
и 2
1
S
0
. Поскольку со-
стояния 2
3
S
1
и 2
1
S
0
являются долгоживущими по сравнению с излучаю-
щими состояниями, основную массу возбужденных атомов гелия в раз-
ряде составляют именно эти атомы. В неупругих столкновениях второго
рода по схеме
He (2
3
S
1
) + Ne → He + Ne
*
(2s
2
) ± k⋅T
He (2
1
S
0
) + Ne → He + Ne
*
(3s
2
) ± k⋅T (1.2)

Страницы