переходу має Розміри в Напрямки протікання Струму ~ 1 мкм, поперечний розмір звичайна 1мм.
Розділ 4. Принципова блок-схема квантового генератора. Оптичні резонатори.
принципова схема лазера містіть Такі компоненти як активне середовище, Яку підсілює (генерує) віпромінювання, резонатор, что Складається Із двох дзеркал, одне Із якіх напівпрозоре и Пристрій накачування ЕНЕРГІЇ в активному середовище (4), (рис. 4.1). br/>В
Рис. 4.1. Принципова схема лазера. br/>
Активне середовище может буті газоподібнім, рідкім, твердотільнім або являти собою плазму, релятівістській електронний Потік, тощо. ВАЖЛИВО, щоб активне середовище мало інверсну населеність, тоб більшість віпромінювачів винна перебуваті в збудженому стані. Відповідно до розподілу Больцмана число віпромінювачів, что перебувають у збудженому стані N 2 у інвертованому середовіщі, дорівнює:
,
а в основному (НЕ збудженому) стані
де N = N 1 + N 2 - Загальне число віпромінювачів, E 1 2 - енергія віпромінювачів. p> При N 2 > N 1 , ЯКЩО ефективна температура середовища T * <0. Інверсна населеність активного середовища (тоб ее негативна ефективна температура) створюється в результаті накачування ЕНЕРГІЇ в середовище від зовнішнього джерела. Наприклад, накачування здійснюють при пропусканні електричного Струму через активне середовище, за помощью Спалахи потужної лампи, у результаті хімічніх реакцій, за помощью Прискорення електронного потоку й т.п. p> Первін світловій (або мікрохвільовій, Рентгенівський) Потік генерується віпромінювачамі в активному середовіщі в результаті спонтанного віпромінювання. Фотонами, что пошірюються уздовж осі резонатора, відбіваються від дзеркал багаторазове проходять через активне середовище. При цьом смороду стімулюють віпромінювання збудженіх фотонів. Віпроменені в результаті індукованіх процесів фотонами мают таку ж частоту (Енергію), хвильовий вектор (імпульс) i полярізацію, як и первінні фотонів. Світловій Потік частково проходити через напівпрозоре дзеркало. Лазерне віпромінювання має високий ступінь когерентності, ТОМУ ЩО частота віпромінювачів однакова, а різніця фаз залішається постійної в часі. Останнє пояснюється тим, что в резонаторі формується стояча хвиля, яка вінікає при інтерференції прямої й зворотної Хвиля. Таким чином, резонатор здійснює зворотнього зв'язок. Фотонами, віпромінювані под більшімі кутами до осі резонатора залішають активне середовище. Ця частина віпромінювання активного середовища некогерентного. При відбітті від дзеркал віпромінювання частково ослаблюється, крім цього є ВТРАТИ в результаті розсіювання в середовіщі ї діфракції. Для роботи лазера в режімі когерентної генерації звітність,, щоб пілсілення віпромінювання за один прохід перевіщувало ВТРАТИ, включаючі віпромінювання. Цикл роботи лазера Включає два послідовніх відбіття від дзеркал з Ефективно коефіцієнтамі відбіття ПЃ 1 та ПЃ 2 , что враховують ВСІ ВТРАТИ. Ослаблений потоку пропорційно ПЃ 1 ПЃ 2 на шляху 2L за один цикл. Відповідно до закону Бугера-Ламберта інтенсівність світлового потоку, что пройшов куля L у середовіщі, дорівнює:.
Для середовища, что перебуває в термодінамічній рівновазі, коефіцієнт, а для нерівновагого активного середовища. Посилення світлового потоку за один цикл дорівнює
В
ГЕНЕРАЦІЯ лазерного віпромінювання вінікає при, тоб поріг генерації.
Знайдемо добротність лазера:, де W = wSL - запасена в резонаторі енергія, - ВТРАТИ ЕНЕРГІЇ за Одне коливання. Врахуємо, що - ВТРАТИ ЕНЕРГІЇ за цикл, де w - Густина ЕНЕРГІЇ прямого ї зворотнього потоків. Година циклу дорівнює, Период лазерного віпромінювання, тоді за Одне коливання ВТРАТИ ЕНЕРГІЇ становляит:
В
Звідсі знаходимо добротність:
, де - число напівхвіль у резонаторі,, а.
Віразімо поріг генерації через добротність лазера:. p> Добротність лазера тім Вище, чім менше ВТРАТИ. Поріг генерації оберніть пропорційній добротності. Тому для параксіальніх променів поріг генерації досягається раніше, чем для НЕ параксіальніх и Потужність віпромінювання лазера доводитися, в основному, на Паралельні параксіальні Промені. p> Розділ 5. Характеристика основних тіпів квантова генераторів.
Сейчас годину Створено Надзвичайно велику кількість різноманітніх систем лазерів. Смороду відрізняються между собою робочим тілом, а самє Створено лазер на Основі рубіна та алюміній - ітрієвого граната, на напівпровідніковіх Матеріалах, газах та розчинно барвніків. Смороду відрізняються между собою Будова, довжина Хвилі віпромінюваного світла, альо сам принцип їх роботи залішається незмінній. p> Розглянемо основні системи ціх прістроїв.
а) будова та принцип роботи рубінового лазера.
Рубіновій лазер БУВ дерло оптичні квантові генератором світла (3). Его создали 1960 году. Роб...
