Синергетика для инженеров. Никитенков Н.Н - 104 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

102
4. Процессы рассматриваются в таком диапазоне параметров, когда для
их описания необходимы нелинейные математические модели.
3.4. Кооперативная самоорганизация при работе лазера
В качестве примера физической системы, упорядоченность которой
является следствием внешнего воздействия, рассмотрим лазер.
При самом грубом описании лазер это некая трубка, в которую посту-
пает свет от некогерентного источника (обычной лампы), а выходит из нее
узконаправленный когерентный световой пучок; при этом выделяется
некоторое количество тепла (рис. 3.21). Термин «когерентность» означает
существование устойчивых пространственно-временных соотношений,
типичных для волнового движения. Этим соотношениям удовлетворяют
как электромагнитное поле внутри лазерного резонатора, так и выходящий
световой пучок. Свет от обычной лампы, конечно, не когерентный, так как
между отдельными актами излучения нет корреляций.
По своей принципиальной схеме лазер – это м система состоящая из
активных атомов, т. е. из атомов, поглощающих и испускающих свет
определенной частоты, которая заключена между двумя зеркалами (в
оптическом резонаторе). Как показано на рис. 3.22, одно из двух зеркал
полупрозрачное, поэтому часть образовавшегося в резонаторе излучения
может выходить наружу. Когда поступающее в оптический резонатор
излучение от внешнего источника (оптическая накачка) по своей
мощности превышает некоторое пороговое значение, в оптическом
резонаторе устанавливается стоячая электромагнитная волна. В этих
условиях лазер открытая система, поддерживаемая в стационарном
термодинамическом состоянии упорядочения вдали от равновесия. Если
выключить лампу, система вернется в равновесное состояние.
Для того, чтобы пояснить, что означает когерентность в отношении актов
излучения рассмотрим работу лазера, исходя из спектра его уровней и их
относительных заселенностей (рис. 3.23). Рис. 3.23а отвечает ситуации,
Рис. 3.21. Простейшая схема лазера
Рис. 3.22
.
Схема генерации стоячей
электромагнитной волны

Страницы