Квантовая и оптическая электроника. Практикум. Евтушенко Г.С - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

7
них уровней энергии (1). Фаза, частота, поляризация и направление рас-
пространения вынужденного излучения полностью совпадают с анало-
гичными характеристиками воздействовавшего на атом поля. Так как
спектр значений E
1
, E
2
, E
3
и т. д. у одинаковых атомов идентичен, то по-
рожденное «затравочным» фотоном вынужденное излучение возбуж-
денных атомов создает лавину идентичных фотонов. Поэтому вынуж-
денное излучение когерентно.
Согласно постулату Эйнштейна вероятность вынужденного пере-
хода в единицу времени равна произведению некоторого коэффициента
B
21
на объёмную спектральную плотность энергии воздействующего
электромагнитного поля ρ
ν
. Воздействие поля на атомы, населяющие
нижний уровень, переводит их в возбужденное состояние. Вероятность
акта поглощения (резонансного в силу выполнения (1) и тоже вынуж-
денного) равна произведению B
12
·ρ
ν
. Между коэффициентами Эйн-
штейна существуют следующие соотношения:
33
21 0
3
21
A8π h ν n
Bc
⋅
⋅⋅ ⋅
= ,
21 2 12 1
Bg Bg
⋅
=⋅
, (3)
где с – скорость света, n – показатель преломления.
В процессах взаимодействия излучения с веществом принципиаль-
ное значение имеет плотность энергии поля ρ
ν
. При больших величинах
ρ
ν
одним и тем же атомом могут поглощаться или излучаться два и бо-
лее фотона с частотами ν
0
/2, ν
0
/3 и т. д., где ν
0
удовлетворяют условию
(1). Такие процессы называют многофотонными. Например, для наблю-
дения двухфотонного поглощения необходима плотность излучения в
10
4
–10
5
раз более высокая, чем для наблюдения однофотонного. Поэто-
му изучение многофотонных процессов обычно проводят с помощью
лазера.
Трехфотонный процесс, при котором уничтожаются два фотона с
частотой ν
0
и рождается фотон с частотой 2⋅ν
0
, называется генерирова-
нием второй гармоники лазерного излучения.
Уширение линии излучения
Время, в течение которого населенность
n-го уровня энергии убы-
вает в
е раз, называется временем жизни t
i
уровня энергии E
i
. Конеч-
ность величины t
i
приводит к неопределенности энергии атома в i-м со-
стоянии
i
i
h
E
t
Δ≈.
Таким образом, энергия атомного состояния не строго

Страницы