Л <иер накачкой

Атом вещества, имея определенный запас энергии, находится в устойчивом энергетическом состоянии и располагается на определенном энергетическом уровне. Для выведения атома из устойчивого энергетического состояния его необходимо возбудить. Возбуждение ( накачку ) активного вещества осуществляют световой импульсной лампой. Возбужденный атом, получив дополнительный фотон от системы накачки, излучает сразу два фотона, в результате чего происходит своеобразная ценная реакция генерации лазерного излучения, [c.414]

Сущность получения лазерного луча заключается в следующем. За счет накачки внешней энергии (электрической, световой, тепловой, химической) атомы активного вещества излучателя переходят в возбужденное состояние. Через некоторый промежуток времени возбужденный атом может излучить полученную энергию в виде фотона и возвратиться в исходное состояние. Фотон представляет собой элементарную частицу, порцию света, обладающую нулевой массой покоя и движущуюся со скоростью, равной скорости света, в вакууме. Фотоны возникают (излучаются) в процессах перехода атомов, молекул, ионов и атомных ядер из возбужденных состояний в более стабильные состояния с меньшей энергией. При определенной степени возбуждения происходит лавинообразный переход возбужденных атомов активного вещества-излучателя в более стабильное состояние. Это создает когерентное, связанное с возбужде- [c.16]

Система, позволяющая осуществлять инверсию необходимого значения. Эта система обычно называется системой накачки и может быть основана на различных физических явлениях. [c.120]

По способу накачки энергией рабочего вещества лазеры делят на ряд разновидностей, использующих следующие виды энергии [c.121]

Оптическая накачка энергией в результате облучения вещества мощным световым потоком. [c.121]

Электрическая накачка, осуществляемая при прохождении через вещество электрического тока. [c.121]

Химическая накачка, когда инверсия возникает вследствие химической реакции, в которой принимает участие рабочее вещество. [c.121]

I, изготовленный из рабочего вещества, помещается между двумя зеркалами. Зеркало 2 полностью отражает все падающие на него лучи, а зеркало 3 полупрозрачно. Для накачки энергии используется газоразрядная лампа 4, которая для большей эффективности облучения кристалла помещается вместе с ним внутрь отражающего кожуха 5, выполненного в виде эллиптического цилиндра. При размещении лампы и кристалла в фокусах эллипса создаются наилучшие условия равномерного освещения [c.121]

В газовых лазерах в качестве рабочего тела используют газообразные вещества, причем накачка энергии в этих веществах, как правило, осу- [c.121]

Источник накачки представляет собой импульсную газоразрядную лампу, питающуюся от источника высокого постоянного напряжения через конденсатор постоянной емкости. [c.384]

Часть энергии излучения лампы накачки с частотой = = ( 3 — Ei)/k (эта частота соответствует частоте зеленого света) расходуется для накачки, т. е. для создания состояния с отрицательной температурой. Атомы, находящиеся в возбужденном состоянии 3, отдавая часть своей энергии кристаллической решетке, безызлучательно переходят в метастабильное состояние 2- Затем, излучая красный свет с длиной волны I = 6943 А, атомы могут спонтанно перейти в основное состояние. Так возникает красная флуоресценция кристалла рубина. [c.384]

Принцип действия перестраиваемого параметрического генератора света. Общий принцип действия параметрического генератора света заключается в передаче энергии мощной световой волны, так называемой волны накачки (о) ), слабым волнам на частотах и Ша, удовлетворяющим соотношению [c.407]

Как следует из (18.23) и (18.27), за счет взаимодействия волны накачки с волнами на частоте и Шг возникают волны нелинейной [c.407]

Выражение (18.286) более общее, и оно верно не только при распространении всех трех волн водном направлении, но также и в случае распространения волн A l и 2 под некоторыми углами к волне накачки. В этих случаях также возможны усиления волн. [c.408]

Практическое осуществление генерации света. Как осуществить практическую генерацию (усиление) световых волн на частотах (Oj и (1)2 Для этого нужно направить на нелинейный прозрачный кристалл, поляризация которого имеет вид (18.22), мощную волну накачки (рис. 18.10). При этом усиливаются те из всех возможных внутри кристалла пар воли, суммарная частота которых удовлетворяет условию синхронизации (18,28а). Если же в кристалле распространяется лишь одна сигнальная волна частоты oi, то в среде автоматически возникает другая волна с частотой Ы2 — i и происходит одновременное их усиление. Для получения эффективного усиления нелинейный кристалл располагают между зерка- [c.408]

Максимальный коэффициент преобразования излучения накачки в параметрические частоты в этих первых опытах, целью которых не было получение максимальных выходных мощностей, был порядка 1 %. В дальнейшем этот коэффициент был резко увеличен. [c.410]

Эффект параметрического рассеяния света имеет две основные особенности, резко отличающие его от других видов рассеяния. Во-первых, спектр рассеянного света при параметрическом рассеянии занимает почти сплошной интервал от радиочастот до частоты падающего света (накачки) соц и, во-вторых, свет с данной частотой oj излучается веществом по образующим конуса (рис. 18.11). Обычно этот конус имеет угол при вершине порядка нескольких градусов. Он зависит от дисперсии показателя преломления п (со) согласно следующему уравнению [c.410]

Поскольку энергия фотона равна со, а импульс fe, то формулы (18.31) и (18.32) можно интерпретировать как законы сохранения импульса и энергии при распаде фотона накачки на пару [c.411]

Простейшая схема оптической накачки [c.450]

Если конструкцию из металлического материала защитить от воздействия агрессивных сред, необходимо длительное время для того, чтобы такая ненагруженная конструкция самопроизвольно разрушилась. Время до разрушения может исчисляться сотнями лет. Создание же любой промышленной конструкции предполагает, что она должна будет нести определенную нагрузку опоры моста испытывают сжатие, трос подъемного крана - растяжение, вал двигателя - кручение. Таким образом, материал конструкций постоянно или периодически подвергается внешним воздействиям. При этом в материал происходит накачка энергии извне, и он вводится в неравновесное состояние. В его структуре начинают происходить постепенные перестройки. Они ведут к усилению границ раздела между отдельными структурными элементами, составляющими материал, и в конечном итоге - к появлению и развитию микротрещин. [c.100]

Свойство диссипации энергии на самом-то деле привычно нам, даже исходя из обыденного опыта, и оно чрезвычайно важно. Внезапные физические нагрузки заставляют наш организм работать в более интенсивном режиме. При этом происходит накачка в него энергии за счет сжигания пищи, аналогичная подаче дополнительной порции топлива при резком разгоне автомобиля. Как только нагрузка прекращается, скажем, мы пробежали стометровку и отдыхаем, организм включает механизмы диссипации дополнительной энергии, подведенной при беге. Сердечные мышцы начинают сокращаться все медленнее, кровь насыщается кислородом, замедляются реакции обмена. Если бы не было механизма диссипации, подобная накачка энергии приводила бы биологические системы к смерти вскоре после их рождения. [c.101]

Кванты света поглощаются, а частицы переходят из состояния с энергией Ео в состояние с энергией Е2. Такое заселение уровня 2 получило название оптической накачки. Инверсия населенности здесь может быть получена либо между уровнями 2 и El (т. е. П2>П]), либо между уровнями 1 и о( 1> о)- В первом случае усиление возникает на переходе Ет Еи во вто- Рис. 9.9. Трехуровневая ром — на переходе Ei- Eo. Ясно, что для схема переходов создания инверсной населенности между [c.317]

Обменная энергия 79, 336 Обратная решетка 24, 40, 49 Одноэлектронное приближение 212 Оптическая накачка 317 Оптические моды колебаний 155 [c.383]

Осветитель (рис. 177) представляет собой герметичный корпус /, закрытый крышками 3, в котором закреплены активный элемент 4, импульсная лампа накачки 5 и отражатель 6. [c.361]

Все более широкое и разнообразное применение находят импульсные лампы, дающие вспышки оптического излучения исключительно высокой плотности и малой длительности. Они находят применение в различных приборах и установках для изучения быстропротекающих процессов, оптической дальнометрии, накачки оптических квантовых генераторов и для других целей. [c.155]

Схема оптического квантового генератора с вихревым охлаждением активного элемента — излучателя показана на рис. 6.10. Активный элемент I размещен в оправках на оси камеры энергоразделения 2, изготовленной из прозрачного материала — кварцевого стекла. Сжатый газ подается в полость камеры энер-горазделения через тангенциальное сопло в виде интенсивно закрученного потока. На удаленном от соплового ввода конце камеры энергоразделения установлен щелевой диффузор 3. Ось вихревой трубы совмещена с одной из фокальных осей эллиптического отражателя 4. В другой его фокальной плоскости под камерой энергоразделения 2 размешена лампа накачки 5. Эллиптический отражатель 4 имеет зеркальную внутреннюю поверхность. Регулирование интенсивности охлаждения излучателя осуществляется сменой работы вихревой трубы путем изменения щелевого зазора при перемещении подвижной щеки диффузора. Время выхода оптического генератора на установившийся режим определяется теплогенерационными свойствами охлаждаемого активного элемента-излучателя. [c.296]

Установка состоит из рабочего тела /, лампы накачки 2, обеспечивающей световую энергию для возбуждения атомов активного вещества-излучателя. Полученное излучение фокусируется и направляется с помощью оптической системы 3 на свариваемое изделие 4. Мощность твердотельных лазеров невелика — 0,015—2 кВт. Газовые лазеры обладают более высокой выходной мощностью, работают в непрерывном и импульснсш режимах и по своим технологическим возможностям становятся конкурентно-способными с электронно-лучевой сваркой. [c.17]

Инверсная заселенность уровней. Как увидим в дальнейшем, систему, энергетические уровни которой удовлетворяют определенным условиям, можно перевести в состояние с инверсной населенностью уровней. Процесс перевода системы в инверсное состояние называется накачкой. Накачку можно осуществить оптическими, электрическими и другими способами. При оптической накачке атомы, поглощая излучение, переходят в возбужденное состояние. При электрической накачке (например, в газообразной среде) атол ы переходят в возбужденное состояние благодаря неупругим столкновениям атомов с электронами в газовом разряде. В этой связи следует еще раз отметить идею В. А. Фабриканта, выдвинутую в 1939 г., сущность которой заключалась в том, чтобы с помощью спеи,иальных молекулярных примесей избирательно исключить некоторые нижние энергетические состояния, в результате чего осуществилась бы инверсная заселенность. [c.382]

Из npo Tt>ix соображений следует, что для двухуровневой системы с помощью оптической накачки нельзя получить инверсную населенность. [c.382]

V Интенсивность лазерного излучения. При увеличении мощности накачки увеличивается интенсивность лазерного излучения. Однако такое увеличение имеет предел. Это обусловлено тем, что по мере увеличения чггсла атомов в метастабпльном состоянии возрастают процессы спонтанного излучения, в результате чего, уменьшается инверсия налесснности, приводящая к уменьшению интенсивности излучения. Энергия излучения рубиновых лазеров по сравнению с газовыми больше и может достигнуть 10 Дж и более, что связано с большей концентрацией активных атомов в рубине, чем в газе. Из-за очень малой длительности излучения в рубиновых лазерах такая энергия создает мощность порядка 10 Вт/см . [c.388]

Если менять направление распростраиення волны накачки по от-рюшению к оптической оси кристалла (например, путем вращения самого кристалла при неизменном направлении распространения волны накачки), то очевидно, что условие синхронизма для волн и (1)., нарушится и никакое их усиление не произойдет. Однако по новому направлению условие синхронизма выполняется уже для других, отличных по частоте от прежних на некоторую величину о волн, а именно [c.409]

Поскольку и в этом случае частотное соотношение остается в силе (о) со 1- o)j С0 г ы + м., — ш = 0) + соо), то в этом новом нанравлеиии произойдет усиление волн с частотами со = o)i + со и ьн = 2 — со. Величина оз зависит от угла О между направлением распространения волны накачки и оптической осью кристалла. Следовательно, плавно меняя каким бы то ни было способом этот угол, М0Ж1Ю осуществить плавную перестройку частот. [c.409]

В первых работах Джордмейна и Миллера был применен кристалл LiNbOg (ниобат лития), перестройка частоты осуществлялась путем изменения температуры кристалла . В качестве волны накачки была использовапа та же длниа волны = 5300 А и наблюдалась генерация па длине — 2Х = 10 бОО А. Перестройка частоты осуществилась в диапазоне 6840—23550 А. Коэффициент полезного действия был того же порядка, что у генератора Ахма-нова и Хохлова. Выходная мощность составила сотни киловатт. [c.410]

Если же накачка осуществляется мощным импульсным лазером с пиковой интенсивностью порядка 100 МВт/см , то интенсивность и направленность рассеянного излучения старювятся достаточно высокими — мощность свечения экспоненциально зависит от размеров кристалла и мощности падающего света. Эффект в этом случае называют параметрической сверхлюминесценцией . Наконец, если [c.411]

Параметрическое рассеяние света имеет еще одну особенность — оно наблюдается лишь в кристаллах, не имеющих центра симметрии (пьезокристаллы). Это связано с тем, что трехфотонные (один падаю-щи11 и два рассеянных) взаимодействия описываются нелинейной восприимчивостью третьего порядка, а восприимчивости нечетных порядков равны нулю в центросимметричных средах. Однако в центросимметричных средах (к которым относятся и жидкости) наблюдается четырехфотонное параметрическое рассеяние , при котором два фотона накачки превращаются в пару фотонов с другими частотами и направлениями распространения [c.412]

В 1954 г. вьп1ужденное излучение было обнаружено Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым и независимо Таунсом в микроволновой области спектра и использовано для создания мазера, а в 1960 г. появились первые лазеры, которые генерировали в видимой области. Во всех этих сисггемах исгюльзуется тот или иной способ дополнительного (неравновесного) заселения генерирующих уровней — оптическая накачка, избирательное электронное возбуждение и др. [c.430]

В таких экспериментах широко применяется понятие оптической накачки, введенное А.Кастлером в 50-е годы. Это явление, связанное с опустошением нижнего (основного) уровня и переходом атомов на какой-либо третий (промежуточный) уровень, широко используется в спектроскопии и лазерной физике, так как здесь создается значительное превышение числа атомов в более высокоэнергетическом состоянии (рис. 8.28), создающее предпосылки для возникновения лазерного излучения. [c.450]

Очевидно, что карбонизуемое углеводородное сырье - открытая неравновесная система. Накачка тепловой энергии дает все основания для деструкции углеводородов и их полного удаления из системы в виде летучих фракций. В конце концов должен произойти полный переход нефтяной дисперсной системы в газообразное состояние. Однако в действительности наблюдается совсем иное - по прошествии определенного времени термолиз заканчивается образованием твердого продукта - нефтяного кокса. Все дело в том, что вводимая в процессе термолиза тепловая энергия диссипирует в виде образования асфальтеновых парамагнитных молекул. Асфальтеновые молекулы характеризуются наличием нескомпенсированных атомных магнитных моментов. Они обладают большим потенциалом парного взаимодействия и имеют сильную тенденцию к самоассоциации. Возникают силы спин-спинового взаимодействия нейтральнььх свободных радикалов, превышающие по величине силы теплового отталкивания, которые и удерживают нефтяную систему от полного испарения. В процессе формирования структуры [c.156]

Вместо термина оптический меюд возбуждения иногда используется термин оптическая накачка , заимствованный из американской научной литературы. [c.784]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...