ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Самоохлаждение из "Лазерное охлаждение твердых тел " Временные аргументы в операторах а, а Ъ, по умолчанию всегда равны to. [c.161] Здесь п — количество ионов второй примеси, распределённых в объёме активной среды лазера с плотностью т] г) и г) — нормированная модовая функция резонатора Ао — величина отстройки частоты лазерного поля от резонанса безфононного перехода ионов второй примеси константа g характеризует величину взаимодействия каждого иона с полем, которое длится в течение времени жизни Т, Я[ — скорость, с которой ионы оказываются в основном состоянии. [c.162] Данная формула имеет точно такой же вид, как и формула, получаемая методом Вайскопфа — Вигнера [169], при условии, что рассматриваются только такие числа фотонов п, для которых члены В/А)п оказываются намного меньше единицы, а полный коэффициент потерь выражается суммой С + С). Это указывает на тот факт, что уравнение (4.88) описывает работу лазера при наличии второй примеси в рабочем кристалле и при не сильном превышении порога. [c.164] Стационарное решение уравнения (4.88) даёт распределение вероятностей в установившемся режиме работы лазера. Из него можно получить среднее значение числа фотонов (п) . С другой стороны, это же стационарное значение числа фотонов, которое обозначим qst, получается из системы уравнений (4.68), если в них положить производные равными нулю. В [168] показано, что даже если лазер работает при значительном превышении порога, он всё ещё хорошо описывается уравнениями движения (4.86), для которых разложение по теории возмущений обрывается на втором неисчезающем члене. Таким образом. [c.164] Поскольку частота когерентного излучения находится в длинноволновом крыле линии поглощения иттербия, то при отстройке от центра линии на три ширины, скорость индуцированных переходов в примеси иттербия Ь составит В/9, т. е. будет величиной одного порядка с А. При эффективности охлаждения на иттербии порядка одного процента для рассматриваемых переходов величина имеет значение порядка 100. Отсюда видно, что значение Ъ удовлетворяет неравенству (4.67). [c.165] Можно показать, что при выбранных значениях параметров П, А, В и Ь, а, а реализуется следующая цепочка событий. Со скоростью П = 0,1А лазерный ион возбуждается в состояние 3. Поскольку безыз-лучательный процесс является самым быстрым среди рассматриваемых, то можно считать, что со скоростью П рождается фонон с энергией Шз2- Далее, часть энергии когерентного лазерного поля уходит на возбуждение иттербия и он со скоростью 6 А переходит в возбуждённое состояние 3. Затем со скоростью а А происходит распад иттербия с излучением кванта, частота которого лежит в антистоксовой области. Этот квант забирает энергию Ш24 Ш32 из фононной подсистемы. [c.165] Таким образом, самоохлаждение возможно тогда, когда в процессе накачки рождается фонон с энергией, меньшей чем энергия, уносимая в процессе антистоксовой люминесценции. По сделанным выше оценкам последняя примерно в два-три раза больше первой. Необходимо также подобрать такой лазерный ион, чтобы его резонансная частота попадала в длинноволновое крыло линии поглощения холодильного иона второй примеси так, чтобы скорость накачки, достаточная для генерации, была на порядок меньше скорости антистоксовой люминесценции. Тогда мощность охлаждения может превышать мощность нагрева кристалла. [c.166] Вернуться к основной статье