зних типів, дослідженням властивостей лазерного вивчення та його використанням для вирішення різних практичних завдань. br/>
.1 Фізичні основи КЕ
електрон кристал атом квантовий
На відміну, наприклад, від вакуумної електроніки, що використовує для перетворення електромагнітної енергії потоки вільних електронів, у СЕ мають справу з пов'язаними електронами, що входять до складу атомних систем: атомів, молекул, кристалів. Відповідно до законів квантової механіки, електрони в атомі і, отже, атомна система в цілому можуть знаходитися тільки в певних енергетичних станах, характеризуються дискретним поруч значень енергії x 0, x 1, x 2, ... , Званих енергетичними рівнями. Зміна внутрішньої енергії атомної системи супроводжується квантовим переходом електрона з одного енергетичного рівня на інший. При цьому система випромінює або поглинає порцію електромагнітної енергії - квант - з частотою n mn і енергією h n mn = x m - x n, де h - постійна Планка, x m і x n - кінцевий і початковий енергетичні рівні. Випромінювання квантів (відповідне переходам електронів з верхніх енергетичних рівнів на нижні) може відбуватися як мимовільно - за відсутності зовнішнього поля (спонтанне випромінювання), так і вимушено - у присутності поля (вимушене випромінювання), поглинання ж квантів (відповідні переходам з нижніх рівнів на верхні ) завжди є процесом вимушеним. Істотно, що в результаті вимушених випромінювальних переходів первинна електромагнітна хвиля посилюється за рахунок енергії кванта вимушеного випромінювання, тотожних цієї первинної хвилі по частоті, фазі, напрямку поширення і характеру поляризації. Саме ця особливість вимушеного випромінювання має основоположне значення в КЕ, дозволяючи використовувати таке випромінювання для посилення і генерації електромагнітних хвиль. Когерентне посилення електромагнітної хвилі можливо тільки в тому випадку, якщо число збуджених електронів (населеність більш високих енергетичних рівнів) перевищує число незбуджених (населеність нижчих рівнів). У речовині, що знаходиться в стані термодинамічної рівновагу, ця умова не виконується: відповідно до Больцмана розподілом населеність верхніх енергетичних рівнів завжди менше ніж нижніх і, отже, поглинання переважає над вимушеним випромінюванням, в результаті чого проходить через речовину первинна хвиля послаблюється. Для того щоб речовина посилювало пош...
