до Місяця. p>
Розділ 3. Методи создания інверсного заселення рівнів. Створення в актівній речовіні інверсії населеності проводитися різноманітнімі методами (11). Найчастіше Використовують Вплив на Речовини електромагнітного віпромінювання (оптичні накачування), електричного розряду, електроних пучків Із енергією від кількох десятків еВ до МеВ, ​​(електронний удар), високотемпературна нагрів Речовини Із Наступний ШВИДКО охолодженя (теплова накачування), екзотермічні Хімічні Процеси в речовіні, інжекцію носіїв заряду в р-п-область в напівпровідніках под дією електричного поля.
оптичні накачування здійснюють Із помощью газорозрядних ламп у імпульсному чг неперервно режимах роботи. Оскількі їх віпромінювання має широкий спектр, то в якості активного середовища слід використовуват матеріали Із широкою Смуга поглинання. Однак Із ЗРОСТАННЯ ширини спектральної Лінії зменшується переріз Пѓ и того Важко досягті порогового значення, Які Рівні:. Тому реалізації інверсної населеності Використовують домішкові атоми, Наприклад хрому в кристалах рубіна. p> Аналогічна схема накачування и для лазерів на Основі скла та ітрій-алюмінієвого граната, актівованого неодимом Nd та Деяк твердо тільніх лазерів, в якіх для создания інверсної населеності Використовують енергетичні Рівні домішковіх атомів. Оптичні накачування Використовують такоже в лазерах на органічніх Барвники (Рідкі Активні середовища). p> Інша схема оптічної накачування засновалося на тому, что при поглінанні широкосмугового спектру віпромінювання відбувається фотоліз Із з'явиться радікалів та збудженіх атомів, Останні ї утворюють активне середовище лазерів. Наприклад при фотолізі молекули при Дії ультрафіолетового віпромінювання Із Довжина Хвилі 200 - 250 нм вінікає збудженій атом І в стані:
В
При переході атома йоду І в стан віпромінюється фотон Із Довжина Хвилі 1,315 мкм:
В
Електронний удар Використовують для накачування, як правило, газових лазерів. Накачування засновалося на збуджені атома при его співударі Із Електрон, что володіє Достатньо великою кінетічною енергією. Наприклад в He - Ne - лазері відбуваються наступні процес:
В
де - основна стан атома гелію, а - один Із его збудженіх станів. Релаксація ЕНЕРГІЇ збудження та рекомбінації іонів Із Електрон протікають у Цій сістемітакім чином, что
Рис. 3.1. Схема Електрон рівнів в збуджені атоми гелію
He та Ne, что Використовують для накопічуються на метастабільніх
накачування He - Ne - лазера електронним рівнях 2s 1 та 2s 3 . Інверсна ударом у газовій розряді. населеність отримується при передачі ЕНЕРГІЇ збудження від гелію до неону, Рівні ЕНЕРГІЇ Якого 2s та 3s блізькі по ЕНЕРГІЇ до 2s 1 та 2s 3 рівнів гелію (рис. 3.1):
В
Переходь 3s в†’ 3p, 3s в†’ 2p та 2s в†’ 2p в неоні Використовують для генерації когерентного віпромінювання на довжина ХВИЛЮ 3,39, 0,63 та 1,15 мкм відповідно. Електронний удар Використовують такоже для накачування СО 2 - та СО - лазерів, лазерів на парах металів, ексімерніх (точніше ексіплексніх), а такоже Деяк напівпровідніковіх лазерів.
Теплова накачування відбувається при ШВИДКО охолодженні сильно нагрітіх газових сумішей при підборі компонентів газових сумішей вдається найти Такі системи ЕНЕРГЕТИЧНИХ рівнів частинок в якіх розташовані нижчих Рівні В«охолоджуютьсяВ», швідше чім Ті, що розташовані Вище. Це призводити до Утворення інверсної заселеності рівнів. Практично найбільш вживаний метод - надзвукове вітікання газів через отвір, найбільш вдалі Активні середовища - Суміші,. Лазери Із тепловою накачування на ціх активних СЕРЕДОВИЩА отримай Назву теплових газодінамічніх лазерів. p> Інжекція носіїв Струму через р-п-Переход - основні способ накачування напівпровідніковіх лазерів. Активне середовище являє собою кристал напівпровідніка, что Складається з областей р-і п-типу (рис. 3.2). Між цімі областями вінікає контактна різніця потенціалів, что урівноважує потоки носіїв з однієї Частини в іншу.
В
Рис. 3.2. Інжекційній напівпровідніковій лазер. Область потенціального бар'єра заштрихована. (+) Та (-) - контакти для прікладення напруги. Лазерне віпромінювання спрямованих перпендикулярно площіні малюнки (хвіляста Стрілка).
Електричний струм через контакт дорівнює нулю. Если до Зразки прікласті ЕЛЕКТРИЧНА НАПРУГА, рівну по велічіні контактній різніці потенціалів, вінікнуть потоки носіїв назустріч один одному и їхня рекомбінації з випроміненням фотонів. Дзеркаль оптичного резонатора в такому тіпі лазерів службовцями добро відполіровані плоскопаралельні Грані самого кристала напівпровідніка. Найбільш досконалі зразки напівпровідніковіх інжекційніх лазерів являються собою больше складаний структуру (гетероструктуру). p> ВАЖЛИВО особлівість інжекційніх лазерів - їхня мініатюрність, довжина актівної Зони Звичайний рівна кільком міліметрам, робоча частина р-п-...
