Спонтанное и вынужденное излучение. Инверсия заселенности энергетических уровней. Принцип работы лазера
Содержание
- 3. 1.2.1. Так как для перехода на более высокоэнергетический уровень необходимо строго определенное значение энергии, то при
- 4. 1.3. Переход атома в основное состояние может происходить как непосредственно, так и путем последовательного перемещения электрона
- 5. 1.6.Поскольку возбужденные состояния имеют дискретные значения энергии, совокупность испускаемых квантов образует линейчатый спектр.
- 6. 1.6.1. Переходы электронов с высокоэнергетических уровней на один какой-то уровень образуют серию линий в спектре, параметры
- 7. которое позволяет при заданном значении величины подводимой к атому энергии определить способность электрона занять тот или
- 9. 2.3. Количество электронов, одновременно находящихся на энергетическом уровне называется заселенностью уровня. 2.4. При отсутствии внешних воздействий
- 10. 3. Вид спектра спонтанного излучения зависит от состояния атома, излучающего этот спектр. 3.1. Изолированные атомы испускают
- 11. 3.2.1. Как и в атомных спектрах, каждая линия молекулярного спектра возникает в результате изменения энергии молекулы.
- 12. 3.2.3. Энергия поступательного движения молекулы не квантована и ее изменения не могут привести к возникновению молекулярного
- 13. 3.2.5. Образование полос происходит из-за того, что 3.2.6. Молекулярные спектры имеют довольно сложный вид. 3.2.6.1. Спектр,
- 14. 3.2.6.4. При изменении энергии колебательного движения у молекулы может измениться и энергия вращательного движения. При этом
- 16. 4. Переход атомов из более возбужденного состояния в менее возбужденное состояние под влиянием воздействия внешнего кванта
- 17. 4.1. Вероятность вынужденного излучения зависит от энергии кванта, воздействующего на возбужденные атомы. Максимальная вероятность возникновения вынужденного
- 18. 4.3. Поглощение света в веществе происходит в соответствии с законом Бугера-Ламберта
- 19. 4.4. Для среды с отрицательным коэффициентом поглощения справедлив закон Бугера-Ламберта-Фабриканта Интенсивность света резко возрастает с увеличением
- 20. 5. Между двумя энергетическими уровнями возможны три типа переходов
- 21. переход электрона в более высокоэнергетическое состояние при поглощении кванта (1); спонтанный переход электрона в менее высокоэнергетическое
- 22. 5.1. Количество электронов на возбужденных уровнях подчиняется распределению Больцмана и называется заселенностью уровня. 5.2. При обычной
- 23. 5.4. Натуральный показатель поглощения в законе Бугера-Ламберта пропорционален разности между числом актов поглощения и испускания где
- 24. 5.6. За счет интенсивного возбуждения системы атомов (накачка) можно добиться такого нарушения больцмановского распределения, что N2
- 25. 6.1. Первоначально для получения вынужденного излучения использовалась трехуровневая схема в рубине, кристаллическая решетка которого содержит примесь
- 26. 6.1.1. При возбуждении атомной системы светом ксеноновой лампы (оптической накачке) большое количество электроновпри поглощении квантов (1)
- 27. 6.2. Аппаратно схема лазера представляет собой стержень А из активного вещества, ограниченный с торцов двумя зеркалами
- 28. 6.2.1. После накачки активного вещества первый же переход с инверсного уровня на основной приводит к образованию
- 29. 6.2.4. Небольшое отклонение направления распространения квантов от оси кристалла устраняется при помощи искривленной поверхности отражающих зеркал
- 30. 7. В настоящее время в качестве активной среды в лазерах используются: твердые тела (рубин; иттрий-алюминиевый гранат,
- 31. 7.1. Лазерное излучение в твердых телах возникает при переходах между энергетическими уровнями примесных атомов. Длина волны
- 32. 7.4. Инверсия заселенности в полупроводниковых лазерах создается на переходах между состояниями в валентных зонах полупроводникового кристалла,
- 33. - 0,5÷10 мрад для газовых лазеров; - 0,2÷5 мрад для твердотельных лазеров. Высокая плотность мощности в
- 34. Лазер(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление света с помощью вынужденного излучения). Часто употребляется
- 35. Первый мазер был создан в 1953 г. Н.Г. Басовым и Н.Г. Прохоровым и независимо от них
- 36. Рубиновый лазер работает в импульсном режиме. Вначале кристалл рубина освещается мощным световым импульсом от ксеноновой лампы,
- 37. Схема энергетических уровней иона хрома Рисунок а
- 38. Принципиальная схема рубинового лазера Рисунок б
- 40. Возбужденный уровень S показан на рисунке а в виде полосы, так как на самом деле он
- 41. Далее процесс развивается следующим образом. Какой-нибудь ион самопроизвольно (спонтанно) излучает фотон и переходит в основное состояние
- 42. Вторичные фотоны ничем не отличаются от первичного («затравочного») фотона и также многократно проходят путь З1З2. Происходит
- 43. К настоящему времени, кроме импульсных, разработаны также лазеры непрерывного действия — это газовые и полупроводниковые лазеры.
- 44. 1. Лазерные гироскопы , которые имеют ряд неоспоримых преимуществ перед роторными гироскопами: высокая чувствительность (~10–3 град/ч),
- 46. Скачать презентацию