Физика. Электромагнитные колебания. Квантовая теория излучения. Иваницкая Ж.Ф. - 116 стр.

гией. В таком состоянии энергия электромагнитного поля ми-
нимальна. Взаимодействуя с возбужденным атомом, это поле
может отобрать у атома энергию в виде спонтанно испущенно-
го фотона. Различные электроны различных атомов независимо
друг от друга спонтанно излучают фотоны различных частот,
распространяющиеся в различных
                           r      направлениях. У этих фото-
нов колебания векторов E ориентированы произвольно, по-
этому такие фотоны неполяризованы и некогерентны.
    Если возбужденные атомы облучить электромагнитной
волной с частотой ν, для которой выполняется равенство (11.1)
только для одного из электронных переходов (например, пере-
ходов 5S–2P), то такие атомы могут дать излучение (стимули-
рованное), в котором точно совпадает состояние испущенно-
го фотона с состоянием стимулирующего фотона. Оба
фотона имеют одинаковые частоты (длины волн) – значит, это
излучение монохроматично; фотоны имеют одинаковые фазы –
следовательно, это излучение
                         r    когерентно, а так как направле-
ния колебаний векторов E одинаковы – значит, это излучение
поляризовано. Кроме того, оба фотона имеют одинаковое на-
правление движения, поэтому можно получить узконаправлен-
ные пучки когерентных фотонов большой интенсивности.
    Процесс стимуляции возбужденных атомов с помощью
облучения называется оптической накачкой.

     11.3. Принцип когерентного усиления излучения
    Поместим смесь атомов гелия и неона (в простейшем слу-
чае) между двумя плоскими зеркалами, одно из которых час-
тично прозрачно для генерируемого света, а второе полностью
отражает его (рис. 11.2).
                                                      З




        Рис. 11.2. Принципиальная схема гелий-неонового лазера


                                116