Оптическая и квантовая электроника. Светцов В.И. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГХТУ | Иваново

Составители: 

Рубрика: 

12
K
P
P
вых
вх
= . (1.14)
В случае, когда усиление значительно, указывают коэффициент усиления в
децибелах:
K
P
P
вых
вх
= ⋅10lg( ) , дБ (1.15)
Мы рассмотрели влияние инверсной среды на характеристики
проходящего излучения. Однако изменения происходят и в инверсной среде.
Увеличение плотности излучения в среде вызовет уменьшение плотности
инверсии, так как баланс процессов изменится в сторону обеднения верхнего
уровня и дополнительного заселения нижнего уровня. Этот процесс называется
насыщением усиления и определяет нелинейный характер усиления излучения
инверсной средой.
1.2.1. Форма и ширина спектральной линии
В предыдущем рассмотрении не учитывалась ширина спектральной
линии. Но любая спектральная линия имеет конечную ширину, связанную с
вероятностями переходов. Поэтому вопрос о форме и ширине спектральной
линии целесообразно рассмотреть подробнее.
Энергетическому переходу между двумя бесконечно узкими
энергетическими уровнями должна соответствовать бесконечно узкая
спектральная линия поглощения или излучения на строго фиксированной
частоте. Реально такая идеализированная монохроматическая волна
существовать не может, поскольку уровни энергии имеют конечную ширину.
Поэтому излучение происходит в некотором интервале частот около ν
о
. На
этой частоте мощность излучения максимальна и убывает на частотах, больших
или меньших чем ν
о
. Частотный интервал, в пределах которого интенсивность
убывает вдвое по сравнению с максимальным значением, называется шириной
спектральной линии ∆ν
N
. Ширина спектральной линии, определяемая
спонтанными переходами, называется естественной шириной, которая
прямопропорциональна вероятности спонтанного перехода:
∆ν
N
nm nm
m
nm
A
hcg
D= =
2
32
3
33
3
2
π
πν
(1.16)
где g
m
- кратность вырождения уровня |D
nm
| - матричный элемент дипольного
момента перехода 
        P
     K = вых .                                                    (1.14)
         Pвх
В случае, когда усиление значительно, указывают коэффициент усиления в
децибелах:
                 P
     K = 10 ⋅ lg( вых ) , дБ                                   (1.15)
                  Pвх
     Мы рассмотрели влияние инверсной среды на характеристики
проходящего излучения. Однако изменения происходят и в инверсной среде.
Увеличение плотности излучения в среде вызовет уменьшение плотности
инверсии, так как баланс процессов изменится в сторону обеднения верхнего
уровня и дополнительного заселения нижнего уровня. Этот процесс называется
насыщением усиления и определяет нелинейный характер усиления излучения
инверсной средой.

                1.2.1. Форма и ширина спектральной линии
      В предыдущем рассмотрении не учитывалась ширина спектральной
линии. Но любая спектральная линия имеет конечную ширину, связанную с
вероятностями переходов. Поэтому вопрос о форме и ширине спектральной
линии целесообразно рассмотреть подробнее.
      Энергетическому переходу между двумя бесконечно узкими
энергетическими уровнями должна соответствовать бесконечно узкая
спектральная линия поглощения или излучения на строго фиксированной
частоте. Реально такая идеализированная монохроматическая волна
существовать не может, поскольку уровни энергии имеют конечную ширину.
Поэтому излучение происходит в некотором интервале частот около νо. На
этой частоте мощность излучения максимальна и убывает на частотах, больших
или меньших чем νо. Частотный интервал, в пределах которого интенсивность
убывает вдвое по сравнению с максимальным значением, называется шириной
спектральной линии ∆νN. Ширина спектральной линии, определяемая
спонтанными переходами, называется естественной шириной, которая
прямопропорциональна вероятности спонтанного перехода:
            A nm 32π 3ν 3nm      2
     ∆ν N =     =           D nm                                  (1.16)
             2π   3hc 3g m
где gm - кратность вырождения уровня |Dnm| - матричный элемент дипольного
момента перехода
                                     12

Страницы