у кожного типу) випадково опинилися співпадаючими з метастабільними рівнями Чи не. Завдяки цьому в збудженої суміші Чи не і Ne відбувається обмін енергією, що носить резонансний характер, між збудженим Не в станах 2 1 S O і 2 3 S 1 і незбудженими атомами Ne. В результаті непружних зіткнень з Ne метастабільні стану не руйнуються, а Ne збуджуються в 3S і 2P стану:
He * (2 1 S O ) + Ne В® He.
Розряд збуджує практично всі рівні Ne, заселяючи їх приблизно відповідно з больцманівських законом. В результаті резонансної взаємодії Чи не з Ne відбувається додаткове виборче дозаселеніе рівнів 3S і 2S Ne. Процес виявився досить ефективним, щоб забезпечити інверсію на деяких переходах, починаються з 2S і 3S.
В
З рівнів типу 3S існують дозволені переходи на рівні типу 3P і 2P (всього близько 60 переходів), а з рівнів типу 2s на 2Р (близько 30 переходів), найбільш сильна генерація спостерігається на наступних переходах:
3S 2 В® 2P 4 ;
3S 2 В® 3P 4 ;
2S 2 В® 2P 4 .
4. Конструкція лазера, використовуваного в даній лабораторній роботі, являє собою розрядну трубку, заповнену сумішшю газів Чи не і Ne, і вміщену в оптичний резонатор. Випромінювання з трубки виходить через два вікна з оптичного скла, розташованих під кутом Брюстера до осі трубки. Такий нахил вікон дозволяє звести до нуля відображення на кордоні скло - (Не і Ne) і скло - повітря для певної поляризації світлової хвилі. Цим помітно зменшуються втрати в резонаторі, так як при вікнах розташованих перпендикулярно осі резонатора, Френелевскую відображення на кордоні скло - повітря становить близько 4%.
Дзеркала резонатора мають діелектричне покриття, нанесене методом вакуумного напилення на кварцові або скляні підкладки. Плівка покриття має товщину порядку декількох довжин хвиль і може бути легко пошкоджена при необережному поводженні.
II. Резонатор оптичного квантового генератора
Як і в діапазоні НВЧ, в оптичному діапазоні найбільш ефективну взаємодію електромагнітного поля з активним середовищем здійснюється за приміщенні її всередину резонатора. Проте в оптичному діапазоні не можуть бути використані резонатори, що моделюють (у відношенні довжин хвиль) типові системи діапазонів НВЧ, розміри яких порядку довжини хвилі, а спектр власних частот в робочому діапазоні розріджене настільки, що в конкретних програмах виявляється можливим обмежитися розглядом лише кількох або навіть одного типу коливань. Справа тут не тільки в труднощі виготовлення резонаторів мікроскопічно малих розмірів, і в недостатньою їх місткості для отримання значних потужностей. Є обставини принципового характеру, які практично обмежують область застосування резонаторних систем з розмірами порядку довжини хвилі міліметровим діапазоном. Одним з цих обставин є збільшення втрат в стінках із зростанням частоти електромагнітних коливань (при нормальному скін-ефекту, як).
Це диктує необхідність переходу в короткохвильових діапазонах до багатомодовим резонаторам, розміри яких великі порівняно з довжиною хвилі, і, отже, власні типи коливань, що потрапляють в робочий діапазон активної речовини, мають високий порядок.
Але і в цьому випадку використання замкнутих резонансних обсягів, характерних для діапазону СВЧ, виявляється не прийнятним. Це пов'язано зі згущенням власних частот таких резонаторів при переході до більш високих типам коливань. Число типів коливань замкнутої порожнини об'єму V, що припадають на інтервал частот Dw, дорівнює
, (6.7)
де v - швидкість світла у речовині, що заповнює резонатор.
Резонансні криві при цьому виявляються перекриваються, і, отже, резонатор втрачає свої резонансні властивості. Таким чином, для успішного застосування багатомодових резонаторів в оптичному діапазоні необхідно знайти: 1) шляхи розрідження їх спектру, 2) бажано при одночасному зменшенні втрат енергії в резонує обсязі. Таких шляхів, в принципі, може бути декілька. У Нині найбільшого поширення набув спосіб розрядження спектра при збереженні високих значень добротності, що полягає в застосуванні відкритих резонаторів, зокрема, резонаторів типу інтерферометра Фабрі-Перо [См. літературу 1, 2].
Інтерферометр Фабрі-Перо являє собою систему з двох плоских або сферичних дзеркал, встановлених паралельно один одному або (випадок сферичних дзеркал) таким чином, щоб їх оптичні осі збігалися.
У класичної оптики використовуються зазвичай пасивні інтерферометри, світлова енергія, до яких підводиться від зовнішнього джерела. Відстань між дзеркалами порівнянно з діаметром дзеркал і мають порядок одного - кількох сантиметрів. При такій геометрії дифракційні втрати на краях дзеркал навіть з урахуванням багатократності відображення не істотні і внутрішнє поле резонато...
