Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 58 стр.

куляр к плоскости окна составлял с осью резонатора так называемый угол Брю-
стера, соответствующий показателю преломления вещества, из которого изго-
товлено выходное окно трубки. Данная ситуация выделена на рисунке 4.4; ко-
роткие стрелки показывают, что колебания электрического вектора происходят
в плоскости рисунка (в плоскости падения), а кружочки указывают на колеба-
ния в плоскости, перпендикулярной к плоскости рисунка. Заметим, что при уг-
ле падения, равном α - углу Брюстера, отраженный и преломленный лучи со-
ставляют друг с другом прямой угол. Используя окна трубки, срезанные под
углом Брюстера, достигаем сразу две цели. Во-первых, получаем поляризован-
ное лазерное излучение. Во-вторых, исключаем потери на отражение от по-
верхностей выходных окон газоразрядной трубки.
      На рисунке 4.5 показаны основные переходы, происходящие в активной
среде гелий - неонового лазера. В левой половине рисунка представлены пере-
ходы в атомах гелия, а в правой - в атомах неона. Роль верхних рабочих уров-
ней играют термы 3s и 2s, а роль нижних рабочих уровней - термы 3p и 2p.
Основные рабочие переходы: 3s → 3 p (3,39 мкм), 2s → 2 p (1,15 мкм),
3s → 2 p (0,63 мкм; красная линия).
      Инверсия в гелий - неоновом лазере возникает за счет того, что скорость
заселения верхних рабочих уровней значительно выше скорости заселения
нижних. Образующиеся в газоразрядной плазме свободные электроны сталки-
ваются с атомами гелия и неона и возбуждают их, передавая им часть своей ки-
нетической энергии. Неоптические переходы, отвечающие процессам элек-
                                   тронного возбуждения, показаны на рисун-
                                   ке 4.5 штриховыми стрелками. Электроны
                                   возбуждают уровни 1S 0 и 3S 1 в гелии, а
                                   также различные энергетические полосы
                                   неона (соответствующие как верхним, так и
                                   нижним рабочим уровням).
                                         Возбужденные атомы гелия, сталки-
                                   ваясь с возбужденными атомами неона, ре-
                                   зонансно передают им свою энергию воз-
                                   буждения, что условно показано на рисунке
                                   полукруглыми стрелками. Резонансная пе-
                                   редача энергии от гелия к неону и является
                                   тем решающим фактором, благодаря кото-
                                   рому скорость заселения верхних рабочих
                                   уровней неона оказывается выше скорости
            Рисунок 4.5            заселения нижних рабочих уровней. Про-
                                   цессу резонансной передачи энергии от ге-
лия к неону благоприятствуют три обстоятельства: близость соответствующих
уровней энергии атомов гелия и неона; метастабильность возбужденных уров-
ней атомов гелия (они относительно медленнее очищаются процессами спон-


142