![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Краткая теория исследуемого явления. Рассмотрим систему атомов, которые могут находиться в двух состояниях с разными энергиями Е1 и Е2
Рассмотрим систему атомов, которые могут находиться в двух состояниях с разными энергиями Е 1 и Е 2. В такой системе возможны два типа переходов. Переход электронов из нижнего состояния в верхнее требует энергии
Рис.1.
Переход из верхнего состояния в нижнее не требует затраты энергии. Он может произойти двумя способами: а) самопроизвольно (спонтанно), при этом освободившаяся энергия выделяется в виде фотона (рис. 1, б); вынужденно, т.е. в результате столкновения с другой частицей (фотоном, электроном и др.), при этом энергия либо выделяется в виде фотона, либо переходит в энергию частицы, участвовавшей в столкновении (рис. 1, в). Для того, чтобы вынужденный переход произошел под действием фотона, частота этого фотона должна удовлетворять резонансному условию: h В результате такого стимулированного перехода выделяется второй фотон, неотличимый от первого, т.е. с той же частотой, с той же фазой, с тем же направлением движения и той же поляризацией. Это явление можно использовать для усиления электромагнитного излучения. При тепловом равновесии число атомов газа N 1, имеющих меньшее значение энергии Е 1 (N1 называют населенностью уровня Е1), всегда больше, чем число атомов N 2, имеющих большую Е 2. Рассматривая условия равновесия квантовой системы с полем излучения, Эйнштейн установил, что вероятности стимулированных переходов Чтобы заставить среду усиливать свет, нужно создать такое распределение атомов по состояниям, при котором N 2 > N 1. Такую среду называют средой с инверсной (обратной) населенностью уровней или активной средой. Если через среду с инверсной населенностью уровней Еn и Еm проходит свет частотой
то он будет усиливаться по закону I = I0 e a x, (2) где a – коэффициент усиления. Достижимый коэффициент квантового усиления имеет порядок Прибор, в котором реализуется эффект усиления света, называется лазером или оптическим квантовым генератором (ОКГ).
|