Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Активная среда и активные центры





Принципиальная схема лазера.

В состав любого ОКГ (лазера) обязательно входят три составные части: - активная среда (рабочее тело) 1

- источник накачки 2

- резонатор (3, 4).

Активная среда и активные центры.

Активная среда - твердая, жидкая или газообразная среда, содержащая специально подобранные атомы, ионы или молекулы - активные центры, при свечении которых создается лазерный луч. Активные центры составляют малую долю от всех атомов (молекул) активной среды.

Генерация лазерного луча осуществляется при переходе активных центров между двумя рабочими уровнями Е1 - верхний рабочий уровень, Е0 - нижний рабочий уровень (Рис. 1).

При переходе активного центра Е1®Е0 выделяется фотон энергии

Частота излучения при этом

 

Рисунок 1 Упрощенные принципиальные схемы энергетических уровней активных центров.

Обозначим, n0 и n1 - число активных центров в единице объема активной среды, на нижнем и верхнем рабочих уровнях соответственно. "n"0 и "n1" принято называть - заселенностью рабочих уровней.

Фотон с энергией (Е1 - Е0), попав в активную среду, может вызвать в ней с равной вероятностью переходы Е0®Е1 и Е1® Е0. Какой из этих переходов будет преобладать зависит от заселенностей верхнего и нижнего рабочих уровней.

Если n0 > n1 - преобладает процесс поглощения света и переход Е0®Е1.

 

Рисунок 2

Если же n0 < n1 - преобладает процесс вынужденного (индуцированного) испускания света, т.е. переход Е1® Е0, в результате которого и создается лазерный луч. При комнатной температуре, в условиях термодинамического равновесия заселен-ности энергетических уровней уменьшаются по мере увеличения энергии т.е. n0 > n1 и преобладают процессы поглощения.

Рисунок 3

Для создания лазерного луча нужно чтобы преобладал процесс испускания, а для этого надо создать в активной среде инверсную заселенность, т.е. n1 > n0 Среда с инверсной заселенностью уровней называется инвертированной (инверсной) активной средой.

Для создания инверсии, надо обеспечить преимущественное заселение активными центрами верхнего рабочего уровня. Существует несколько способов накачки (возбуждения активных центров)

В качестве активных центров используются различные атомы, ионы, молекулы. Они имеют свои (и часто сложные) энергетические уровни. Но для понимания рабочих переходов в активной среде, можно ограничится упрощенными схемами уровней, которые участвуют в процессах происходящих в лазере (см. рис. 1)

Уровень Е0 - одновременно является и нижним рабочим уровнем и основным.

Е2 - уровень возбуждения. Через 10-8 секунды после возбуждения активные центры с Е2 переходят на метастабильный уровень Е1, переход с которого на Е0 запрещен правилами отбора.

На уровне Е1 активные центры могут находиться 10-2 - 10-3 сек и поэтому накапливаются на нем.

Но нижний рабочий уровень (Е0) должен иметь меньшую заселенность чем верхний (Е1), а он основной, заселенность на нем максимальна. Чтобы создать инверсную заселенность, надо с основного уровня каким либо способом непрерывно удалять более половины активных центров.

Date: 2015-06-11; view: 753; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию