рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Схемы накачки

Схемы накачки - раздел Охрана труда, Генераторы когерентного света Рассмотрим Процессы Получения В Данной Среде Инверсной Населенности. На Первы...

Рассмотрим процессы получения в данной среде инверсной населенности. На первый взгляд может показаться, что инверсию можно создать при взаимодействии среды с достаточно мощной электромагнитной волной частоты w, которая будет индуцировать переходы атомов среды, удовлетворяющие выражению:

.

Действительно, при термодинамическом равновесии уровень n заселен больше, чем уровень m, т.е. под действием падающей волны происходит больше переходов n ® m, чем m ® n, и можно надеяться осуществить таким путем инверсную населенность.

Однако такой механизм работать не будет. Когда наступят условия, при которых населенности уровней окажутся одинаковыми (), процессы вынужденного излучения и поглощения начнут компенсировать друг друга, и среда станет прозрачной для электромагнитной волны частоты w ( волна проходит, не изменяя интенсивности ). В такой ситуации говорят о двухуровневом насыщении.

Таким образом, используя только два уровня, невозможно получить инверсию населенностей. Для этой цели используют трехуровневые и четырехуровневые схемы лазеров.

В трехуровневом лазере (рис.11.3) атомы каким-либо способом переводятся с основного уровня 1 на уровень 3. Если выбрана среда, в которой атом, оказавшийся в возбужденном состоянии на уровне 3, быстро переходит на уровень 2, то в такой среде можно получить инверсию населенностей между уровнями 2 и 1.

 

В четырех уровневом лазере (рис.11.4) атомы также переводятся с основного уровня ( будем называть его нулевым ) на уровень 3. Если после этого атомы быстро переходят на уровень 2, то между уровнями 2 и 1 может быть получена инверсная заселенность. Когда в таком четырехуровневом лазере возникает генерация, атомы в процессе вынужденного излучения переходят с уровня 2 на уровень 1. Поэтому для непрерывной работы четырехуровневого лазера необходимо, чтобы частицы, оказавшиеся на уровне 1, очень быстро переходили на нулевой уровень. В четырехуровневом лазере инверсию получить гораздо легче. Действительно, разности уровней между рабочими уровнями лазера много больше , и в согласно статистике Больцмана почти все атомы при термодинамическом равновесии находятся в основном состоянии. Обозначим число атомов в единице объема среды через Nt. В случае трехуровневой системы эти атомы первоначально находятся на уровне 1. Переведем теперь атомы с уровня 1 на уровень 3. Тогда с этого уровня атомы будут релаксировать с переходом на более низкий уровень 2. Если такая релаксация происходит достаточно быстро, то уровень 3 остается практически незаселенным. Для того, чтобы населенности уровней 1 и 2 сделать одинаковыми, на уровень 2 нужно перевести половину атомов Nt, расположенных первоначально на основном уровне. Инверсию населенности будет создавать любой атом, переведенный на верхний уровень сверх этой половины от общего числа атомов. Однако в четырехуровневом лазере, поскольку уровень 1 первоначально был также незаселенным, новый атом, оказавшийся в возбужденном состоянии, будет давать вклад в инверсию населенностей.

Если верхний уровень накачки пуст, то скорость, с которой верхний лазерный уровень 2 станет заселяться с помощью накачки, в общем случае равна

(dN2/dt)p = WpNn

Nn населенность основного уровня; Wp – скорость накачки.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Генераторы когерентного света

На рис представлена диаграмма энергетических уровней причем длина горизонтальной черты определяет населенность того или иного энергетического... Свет представляет собой электромагнитные волны энергия электромагнитного поля...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Схемы накачки

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Генераторы когерентного света
Слово лазер является аббревиатурой выражения “Light amplification by stimulated of radiation”, что означает “усиление света в результате индуцированного (вынужденного) излучения фотонов. В

Принцип действия лазеров
Рассмотрим ансамбль, состоящий из N атомов в единице объема, на который действует электромагнитное излучение с частотой

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги