ою RL в порівнянні з звичайними лазерами є те, що їх виробництво дешевше і технологія виробництва відносно проста. Тут не потрібні високоточні методи, необхідні для створення надточних мікрорезонаторів, які використовуються, наприклад, для діодних лазерів. Крім того, матеріали можуть бути отримані у великих масштабах і мають високу ефективність випромінювання.
1.3 Просторовий розподіл випромінювання в нанодисперсних середовищі
Розглянемо випромінюють молекули активного середовища як ідеальний дипольний випромінювач. Особливий інтерес представляє кутовий розподіл випромінювання, яке представляє собою потужність, що випромінюється молекулою в даному тілесному куті. Теоретичний опис випромінювання дипольних випромінювачів для плоских поверхонь можуть бути простежені в класичних роботах Зоммерфельда, Форда і Вебера. Як відомо, під дією зовнішнього поля молекули речовини набувають якийсь дипольний момент, і таку молекулу можна розглядати як найпростіший дипольний випромінювач. На малюнку 1.10, зображена молекула, поміщена в воду над склом, покритим тонкою металевою плівкою. Особливий інтерес представляють три величини: кутовий розподіл випромінювання в півпросторі води S w, кутовий розподіл випромінювання в півпросторі скла S g, а також загальна потужність S total випускаються молекулою [27]. Всі ці величини будуть залежати не тільки від кута випромінювання, а також від орієнтації дипольних молекул і її відстань від поверхні металу.
Малюнок 1.10-Кутовий розподіл випромінювання (зображено у вигляді червоної кривої) [27]
Молекула зображена як дипольний випромінювач на відстані z від поверхні металу і утворює кут? з вертикальною (оптичної) віссю. Кутовий розподіл випромінювання в склі є функцією кута?. Де? кр критичний кут повного внутрішнього відображення між склом і водою.
Для простоти, розглянемо молекули з квантовим виходом рівним одиниці. Кут між напрямком випромінювання і вертикальною віссю (перпендикулярно до поверхні) позначається? (Малюнок 1.10), а кут навколо цієї осі,?. Не порушуючи спільності, нехай осі диполя перебувати у площині? =0. Для плоскої геометрії розглянутої тут залежність S w і S g на дипольної орієнтації приймає особливо просту форму [27].
(6)
де?- Кут між віссю диполя і Вертикальн?? Ї осі, z - відстань диполя від металевої поверхні, і і є функціями тільки від? і Z.
Для загальної потужності S total (z,?), має місце співвідношення:
(7)
Щільність ймовірності того, що фотон випускається вздовж напрямку (? , ? ) визначається відношенням, де індекс, w, відноситься до Напівпростір води та індексу, g до Напівпростір скла.
Надалі ми будемо розглядати тільки окремі випадки вертикальної (?=0) і горизонтальної (? =? / 2) орієнтація диполів - у загальному випадку вони можуть бути легко отримані з використанням вищевказаних відносин.
Таким чином, енергія, що випромінюється в скло в області кутів має вигляд:
(8)
Де,
індекс відноситься до вертикальної орієнтації, а індекс до горизонтальної орієнтації диполів. Якщо ...
