Газовые лазеры

этом энергия соответствует дефекту энергии,
который обусловлен ангармонизмом колебательных состояний

При n=1 процесс называется одноквантовым, при n=2, 3, 4 … -
двухквантовым, трехквантовым и т. д.

Экзотермический процесс:

Эндотермический процесс:

W2=W1exp(-ΔE/kT)

принцип детального равновесия для вероятностей
обоих процессов

уровне в результате столкновений с электронами, процесс
VV-обмена приводит к забросу электронов вверх по колебательным уровням

При комнатной температуре максимально возможным заселенным
колебательным квантовым числом является V=20, а при охлаждении до
температуры жидкого азота V=35-40

Вероятность VT-релаксации мала по сравнению с вероятностью VV-обмена
на нижних уровнях СО и увеличивается с ростом номера V

Зависимость населенностей колебательных уровней от их номера –
распределение Тринора

1

1

2

2

ΔE

V-1

V

V+1

V

типа:

Асимметричные процессы оказывают заметное влияние на итоговое
распределение населенностей по колебательными состояниям

Асимметричные процессы могут быть как экзотермическими, так и
эндотермическими, и их вероятности также связаны между собой
принципом детального равновесия

Для моделировании процессов энергообмена между различными
состояниями молекулы СО получается система динамических уравнений,
в которой нужно учитывать несколько процессов для нескольких десятков
колебательных уровней

в диапазоне
ΔV=10-20, а при температурах жидкого азота ΔV=5-40

В области плато нельзя говорить об инверсной населенности по
колебательным состояниям

Разность населенностей соседних колебательно-вращательных уровней:

Для P-ветви выполняется условие частичной инверсии:

колебательным уровням, многократно участвует в излучательных процессах

Вследствие каскадной генерации очень большая доля колебательной
энергии переходит в энергию излучения → большие величинам КПД лазеров
на окиси углерода

ΔV=1: переходы на основной частоте

ΔV=2: первый колебательный обертон

Вероятность обертонных переходов существенно меньше вероятности
переходов на основной частоте - на обертонных переходах заметно меньше
и коэффициент усиления

В условиях селективной генерации получена генерация на первом
колебательном обертоне. На втором обертоне коэффициент усиления
настолько мал, что генерацию получить не удается

простой конструкцией является схема с продольной прокачкой

ТЕА СО-лазерымогут работать в импульсных режимах, в том числе, в
режиме синхронизации мод

В непрерывном режиме достигаются мощности излучения в несколько
десятков Вт/м при давлении газа порядка 100 Торр

В первую очередь наблюдаются переходы, соответствующие максимальной
населенности вращательных уровней (для низкотемпературных лазеров
J=12-15)

В селективном режиме можно выделять любую из колебательно-
вращательных линий