Источники излучения для волоконно-оптических линий связи. Кавецкая И.В - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

4
2. Теоретическая часть
2.1. Общие принципы работы лазера
Слово «лазер» является аббревиатурой английской фразы « Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation», что означает «усиление света
стимулированием излучения». Открытие лазерного эффекта на рубеже 50-х и
60-х годов стало одним из наиболее значительных открытий двадцатого века .
От других источников лазеры отличаются большей направленностью и
когерентностью излучения .
Рассмотрим принцип работы лазера. На рис. 1 показаны основной (Е
1
) и
возбуждённый (Е
2
) уровни атома. Источник возбуждения не имеет
принципиального значения ; им может служить нагрев, электрический ток,
разряд, радиационное или химическое воздействие , а также электромагнитное
излучение . При возбуждении электроны переходят в состояние с энергией Е
2
рис. 1а. Возвращение в исходное состояние может сопровождаться
испусканием кванта света. Обычное (в частности, тепловое ) излучение тел
(например, нити электрической лампочки ) состоит из квантов с энергией hν
21
,
испускаемых при спонтанных переходах атомов (молекул) тела из
возбуждённого в основное состояние рис. 1б.
Рис. 1. Основные процессы в веществе при взаимодействии с излучением:
а – схема возбуждения атома; б – схема спонтанного перехода; в – схема
вынужденных переходов .
Среднее число атомов, совершающих спонтанные переходы с уровня 2 на
уровень 1 в единицу времени в единице объема,
2
212
dN
AN
dt
−=
,
hν
21
h
ν
21
Е
2
Е
1
Е
2
Е
1
а)
б)
в )
h
ν
12
hν
21
h
ν
21
h
ν
21 
                                         4
     2. Теоретическая часть
     2.1. Общие принципы работы лазера
      Слово «лазер» является аббревиатурой английской фразы «Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation», что означает «усиление света
стимулированием излучения». Открытие лазерного эффекта на рубеже 50-х и
60-х годов стало одним из наиболее значительных открытий двадцатого века.
От других источников лазеры отличаются большей направленностью и
когерентностью излучения.
      Рассмотрим принцип работы лазера. На рис. 1 показаны основной (Е 1) и
возбуждённый (Е2) уровни атома. Источник возбуждения не имеет
принципиального значения; им может служить нагрев, электрический ток,
разряд, радиационное или химическое воздействие, а также электромагнитное
излучение. При возбуждении электроны переходят в состояние с энергией Е 2
рис. 1а. Возвращение в исходное состояние может сопровождаться
испусканием кванта света. Обычное (в частности, тепловое) излучение тел
(например, нити электрической лампочки) состоит из квантов с энергией hν21,
испускаемых при спонтанных переходах атомов (молекул) тела из
возбуждённого в основное состояние рис. 1б.



      Е2

                                                             hν21
                  hν12
      Е1                                                     hν21

             а)
                                                 б)

                         Е2

                                                hν21
                               hν21
                         Е1                     hν21

                               в)
         Рис. 1. Основные процессы в веществе при взаимодействии с излучением:
      а – схема возбуждения атома; б – схема спонтанного перехода; в – схема
                             вынужденных переходов.

     Среднее число атомов, совершающих спонтанные переходы с уровня 2 на
уровень 1 в единицу времени в единице объема,
                                       dN
                                      − 2 =A21N 2 ,
                                        dt

Страницы