Спектральная линия мощности

Рис. 7.29. Сравнение спектрального распределения мощности лампы типа черное тело со спектральным распределением мощности излучения черного тела при 2014 К. — спектральная яркость лампы, деленная на спектральную яркость черного тела, нормированная при Х=660 нм. Пунктирные линии представляют вычисленные распределения для различных коэффициентов излучения лампы. Сплошной линией показана наилучшая подгонка к результатам измерений, которая соответствует коэффициенту излучения 0,992 [41].

В большинстве опытов, обсуждавшихся выше в связи с экспериментальным обоснованием теории Бора, мы имели дело именно со спонтанным испусканием света. Таково положение и во многих современных источниках — электрических дугах, пламенах, газоразрядных лампах и т. п. ). Направим свет от источника в спектральный аппарат и измерим интенсивность спектральной линии, отвечающей переходу т -> п. Из геометрических условий опыта легко рассчитать ту часть общей мощности которая попадает [c.733]

Спектры светового импульса ксеноновой лампы и рубинового лазера совершенно различны. Ксеноновая лампа излучает импульс света со сплошным спектром, рубиновый лазер генерирует красную спектральную линию с длиной волны 694,3 нм и шириной около 0,025 нм (и меньше). Энергия светового импульса рубинового лазера сравнительно невелика и составляет несколько джоулей. Но, так как длительность импульса порядка миллисекунды, мощность лазерного импульса достигает нескольких киловатт ). О способах значительного ее повышения будет сказано ниже. [c.788]

Частотную зависимость мощности излучения (а также поглощения) называют спектральной линией. Проведя прямую параллельно оси абсцисс на уровне половины максимальной мощности, получают так называемую полуширину Д спектральной линии (рис. 16.1,5). [c.215]

В начале 74 мы условились подразумевать под интенсивностью спектральной линии / величину, пропорциональную мощности излучения единицы объема di>. Теперь введем еще другое определение интенсивности линии /, подразумевая под/ величину, пропорциональную потоку ДФ(v)(iv, выходящему за пределы источника света. Воспользовавшись формулой (4), найдем следующее соотношение между Г и / [c.413]

Следует иметь в виду, что линии излучения будут располагаться по всей ширине спектральной линии только в том случае, если уровень накачки обеспечивает условие генерации по всему контуру линии. Уровень накачки для возникновения генерации должен быть достаточно большим, чтобы перекрыть потери в резонаторе, что требует вполне определенной минимальной (пороговой) инверсии и соответствующей ей мощности накачки, ниже которых генерация не возникает. [c.15]

Как уже указывалось ранее, контур спектральной линии значительно шире частотного интервала между модами резонатора, поэтому в полосу усиления попадает обычно большое количество мод, которые генерируются одновременно. В результате интерференции мод появляются флюктуации интенсивности. Если создать такие условия, когда в процессе генерации участвуют все моды, но с определенным соотношением фаз присущих им колебаний, то при этом происходит генерация весьма коротких импульсов исключительно большой мощности. [c.32]

Расселение нижних рабочих уровней ЗР и 2Р производится при спонтанных переходах на уровень ISa- Это метастабильный уровень с большим временем жизни его расселение обеспечивается в основном соударениями со стенками газоразрядной трубки при диффузии атомов к стенкам. Процесс тем интенсивнее, чем меньше диаметр трубки следовательно, мощность излучения Не—Ne-лазера оказывается критичной по отношению к диаметру максимальная мощность достигается при диаметре трубки около 7 мм [128]. Уровни неона 2S и 2Р являются сложными и имеют подуровни, поэтому спектр гелиево-неонового лазера может содержать значительное число близко расположенных спектральных линий. [c.38]

Возвращаясь к формуле (1.11), определяющей мощность излучения в предположении, что частотная характеристика системы имеет форму весьма тонкой линии с частотой перехода Nq, необходимо ее уточнить, учитывая реально существующую частотную характеристику, т. е. форму спектральной линии. Тогда (1.11) примет следующий вид (при gt gj 1) [c.11]

Молекула Длина волны генерации %, мкм Выходная мощность в узкой спектральной линии, кВт [c.132]

В классической спектроскопии минимальная достижимая ширина линии определяется эффектом Допплера. При исследовании сверхтонкой структуры спектральных линий, чтобы уменьшить штарковское уширение, пользуются методом полого катода 35, 36]. При этом давление поддерживают достаточно низким, для того чтобы можно было пренебречь уширением за счет давления. Минимум допплеровского уширения достигается в разряде с полым катодом при охлаждении жидким азотом или жидким гелием. Некоторая доля электрической мощности неизбежно рассеивается на катоде. Это приводит к тому, что ширина линии в диапазоне 0,5 мк равна 10" см и более даже для самых тяжелых элементов. [c.329]

Ширина полосы газового лазерного усилителя равна ширине неоднородно уширенной спектральной линии [14]. В газах оптические линии обладают допплеровским уширением, которое велико по сравнению с естественной шириной линии [15]. Форма линии приблизительно гауссова с шириной на уровне половинной мощности [c.458]

Для изучения поглощения СВЧ колебаний атомами или молекулами применяют радиоспектроскопы (рис, ЗЛО) [66]. От генератора СВЧ колебаний излучение попадает в поглощающую ячейку, например, объемный резонатор, заполненный исследуемым веществом. Если частота сигнала, подаваемого от внешнего источника, совпадает в резонаторе с резонансной частотой поглощения исследуемого вещества, то происходит поглощение СВЧ излучения, которое приводит к ослаблению сигнала на выходе приемника и к появлению на кривой зависимости поглощаемой мощности от частоты пиков — максимумов поглощения спектральных линий. Исследование резонансных частот, ширины и формы спектральных линий позволяет определить структуру молекул, структуру атомных ядер и строение электронных оболочек атомов, устанавливать характер взаимодействия между атомами и молекулами [c.111]

Между исследуемым образцом сплава и электродом, состав которого точно известен, зажигают электрическую дугу или образуют искровой высокочастотный разряд большой мощности. Свет от этой дуги разлагают в приборе в спектр, содержащий характерные спектральные линии тех элементов, которые входят в состав образца. Эти линии рассматривают в окуляр и определяют по их наличию присутствие дающих их элементов, а сравнивая их интенсивность с эталоном, оценивают и количество, в котором они введены в основные металлы сплава. [c.245]

Если известны геометрические параметры источника и условия распространения света внутри него, то измеренные значения яркости часто дают возможность рассчитать и другие энергетические характеристики источника, например, мощность, излучаемую единицей объема источника и приходящуюся на всю ширину линии (интенсивность спектральной линии). Так же может быть [c.238]

Рис. 5.3. а — нормированная спектральная плотность мощности (v) б — огибающая у(т) комплексной степени когерентности. 1 прямоугольная форма линий 2 — гауссовская ( )орма линий 3 — лоренцевская форма лнний. [c.163]

Чтобы конкретизировать численные значения функции Ри (№ ) при каждом значении И , нужно знать контур спектральной линии для данной оптической волны. Мы рассмотрим здесь только случай прямоугольного контура линии случай лоренцевского спектра рассматривается в работах [6.11, 6.12]. Если первоначальная действительнозначная волновая форма имеет спектральную плотность мощности вида [c.241]

Шифр лампы Мощность, Вт Излучаемые длины волн, нм Относительная яркость спектральных линий ртути [c.27]

Лазерные спектральные приборы. К этой группе принято относить все спектральные приборы, в которых источником излучения служит лазер. В спектроскопии используются такие свойства лазерного излучения, как высокая монохроматичность, большая спектральная плотность мощности излучения, малая расходимость, малая длительность импульса. Лазерные приборы отличаются чрезвычайно высокой разрешающей способностью они позволяют измерять спектральные линии с разрешением на уровне естест- [c.339]

Эффективной температурой лазерного излучения называется такая температура абсолютно черного тела, при которой оно дает излучение той же удельной интенсивности 1 частоты V, что и лазер. Оценить эффективную температуру гелий-неонового лазера, генерирующего в непрерывном режиме свет с длиной волны X = 632,8 нм (V 5-101 рц ) Ширина спектральной линии генерируемого света бу 10 Гц, расходимость светового пучка 60 1 3-10 рад, мощность излучения = 10 мВт. [c.722]

Генерация наблюдалась при мощности накачки, равной 6,7 кВт накачка имела и вид импульсов с длительностью от 15 до 50 НС. Было вычислено, что это соответствует интенсивности излучения накачки внутри резонатора 4-10 Вт/см . Ширина спектральной линии генератора была довольно узкой. Частота генерации могла перестраиваться при температурной перестройке условия фазового синхронизма. Область перестрой- [c.194]

Первые лазерные голограммы были получены с помощью гелий-неонового лазера с длиной волны излучения >,==0,6328 мкм, работающего на нейтральных атомах. Существующие гелий-неоновые лазеры могут генерировать непрерывные колебания также в ближней инфракрасной области спектра на следующих длинах волн 1,15 мкм и 3,36 мкм, имеющие узкие спектральные линии, что позволяет с их помощью получать 1олограммы сцен глубиной в несколько десятков метров. Однако малая мощность излучения таких лазеров (0,1—0,5 мВт) ограничивает возможность их применения, так как в. этом случае для получения голограммы требуется большое время. экспозиции, составляющее десятки минут. При увеличении мощности гелий-неоновых лазеров путем увеличения длины газоразрядной трубки увеличивается и ширина спектральной линии, так что при мощности 100 мВт гелий-неоновый лазер позволяет регистрировать сцены глубиной не более 20 см. [c.36]

Временем когерентности Тд наз. мин. задержка т между интерферирующими световыми волнами, снижающая у(т) до заданной малой величины, напр, до 0. Зависимость yW Даётся преобразованием Фурье от спектра мощности поля. Для поля с шириной спектра Av время когерентности to l/4nAv. Для разл. источников света меняется в широких пределах. Напр., для солнечного света То 10 - с, чему соответствует длина когерентности = (с — скорость света) порядка доли микрона. Для узких спектральных линий газоразрядных источников света Sq доходит до десятков см. Для одночастотных лазеров Т(, может доходить до долей секунды, и соответственно 6 измеряется многими тысячами км. Если световое поле содержит неск. раздельных спектральных лииий, то [c.396]

В простейшем микроволновол спектрометре излучение генератора СВЧ пропускают через волноводную ячейку, заполненную исследуемым газом, и направляют на приёмник излучения, сигнал к-рого, пропорциональный принимаемой мощности, подаётся на регистрирующий прибор. Линии поглощения в газе регистрируют по уменьшению приходящей на приёмник мощности излучения определённых частот. Для новыше-ния чувствительности спектрометров используют модуляцию частот спектральных линий, действуя на частицы электрич. [Штарка эффект) или магн. Зеемана эффект) полем и выделяя сигнал на частоте модуляции. В миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах используют модуляцию частоты излучения источника и приём сигналов от линий поглощения по модуляции давления исследуемого газа при поглощении им моду-лиров. излучения (см. Субмиллиметровая спектроскопия). Большой запас чувствительности позволяет исследовать, напр., спектры нестабильных молекул, запрещённые спектры молекул, а также применять М. с. для молекулярного и изотопного спектрального анализов. Повышения чувствительности в разл. микроволновых спектрометрах достигают также накачкой вспомогат. излучения (т. н. двойной резонанс), сортировкой частиц по состояниям (см. Молекулярный генератор) и др. [c.133]

Оптические реперы. Используемые в СВЧ-диапазоне методы получения узких спектральных линий оказались не применимыми в оптич. области спектра (доплеровское уширение мало в СВЧ-диапазоне). Для О. с. ч. важны методы, н-рые позволяют получать резонансы в центре спектральной линии. Это даёт возможность непосредственно связать частоту излучения с частотой квантового перехода. Перспективны три метода метод насыщенного поглощения, двухфотонного резонанса и метод разнесённых оптич. полей. Осн. результаты по стабилизации частоты лазеров получены с помощью метода насыщенного поглощения, к-рый основан на нелинейном взаимодействии встречных световых волн с газом. Нелинейно поглощающая ячейка с газом низкого давления может находиться внутри резонатора лазера (активный репер) и вне его (пассивный репер). Из-за эффекта насыщения (выравнивание населённостей уровней частиц газа в сильном поле) в центре доплеровски-уширен-ной линии поглощения возникает провал с однородной шириной, к-рая может быть в 10 —10 раз меньше доплеровской ширины. В случае внутренней поглощающей ячейки уменьшение поглощения в центре линии приводит к появлению узкого пика на контуре зависимости мощности от частоты генерации. Ширина нелинейного резонанса в молекулярном газе низкого давления определяется прежде всего столкновениями и эффектами, обусловленными конечным временем пролёта части- [c.451]

Источниками накачки служат лазеры непрерывного, импульсного и импульсно-периодич. действия и оптич. гармоники их излучения. Отд. II. г. с. обеспечивают перестройку частоты в пределах 10% от б>н. Особую ценность П. г. с. с плавной перестройкой частоты представляют Д.ЛЯ ИК-диапазона спектра. Во мн. странах выпускаются промышленные образцы разл. П. г. с. Уникальные характеристики 1Т. г. с. (когерентность излучения, узость спектральных линий, высокая мощность, плавная перестройка частоты) делают его основным, а норой единственным прибором для спектроско-пич. исследований (активная спектроскопия и др.), а также позволяют использовать его для селективного [c.540]

По сравнению с оптич. спектроскопией и инфракрасной спектроскопией Р. имеет ряд особенностей. В Р. практически отсутствует аппаратурное уширение спектральных линий, поскольку в качестве источника радиоволн используют когерентные генераторы, а частоту V можно измерить с высокой точностью. Отсутствует и типичное для оптич, диапазона радиационное ушире-вие, т. к. вероятность спонтанного испускания, пропорциональная V, в диапазоне радиоволны пренебрежимо мала. Из-за малой энергии к на единицу мощности приходится большое число квантов, что практически устраняет квантовомеханич. неонредеяёнвость фазы радиочастотного поля, к-рое можно описывать классически. Всё это позволяет получать информацию о веществе из точных измерений формы резонансных линий, к-рая определяется в Р. взаимодействием микрочастиц друг с другом, с тепловыми колебаниями матрицы и др. полями, а также их движением (в частности, Доплера эффектом в газах). Ширина линий в Р. меняется в очень широких пределах от 1 Гц для ЯМР в жидкостях до 101 Гц для ЭПР в концентриров. парамагнетиках, ферромагн. резонанса, параэлектрического резонанса ионов в твёрдых телах. [c.234]

Отсюда следует, что длину волны излучения можно перестраивать, изменяя период магнита X, или, при данном магните, меняя энергию Е электронного пучка. Выбирая, например, X, = = 10 см и /(= 1, находим, что при изменении энергии электронов от 10 до 10 МэВ излучаемый свет попадает в диапазон от инфракрасного до ультрафиолетового. Заметим, что, согласно нашему обсуждению, излучение должно быть поляризовано в плоскости, ортогональной направлению магнитного поля (см. также рис. 6.54). Чтобы найти форму спектральной линии и ширину полосы излучения, заметим, что в рассмотренной выше системе отсчета электрон излучает в течение времени ht = = (//с) [1 — (Уг/с)2] /2, где / — полная длина магиита ондулятора. Из выражения (6.54) следует, что излучение, испускаемое каждым электроном, имеет вид прямоугольного импульса, содержащего число циклов Л цикл = m lS-t /2п l/Xq, Т. е. равное числу периодов Nw = 1/К ондулятора. Тогда из теории преобразования Фурье следует, что спектр мощности такого импульса [c.430]

Рис. 4.13. Возможности управления формой импульса с помощью фазнровки спектральных компонент а — спектральная плотность мощности (сплошная линия) и фазы фурье-компонент (штри.ховая) импульса, испытавшего бездиспер-сионную фазовую самомодуляцию (г/Lф=18) б — форма сжатого импульса после идеального (сплошная) и квадратичного (штриховая) компрессора, пунктирная линия — сжатый импульс при использовании аподизирующего фильтра [29]

Существуют два метода измерения усиления за один проход. В случае лазеров с высоким усилением, например гелий-ксено-нового лазера, работающего на длине волны 3,5 ж/с, удобно пользоваться методом максимальных потерь (attenuator method), при котором элементы, вызывающие потери, вносятся в лазер непосредственно на пути луча, а усиление определяется калибровкой поглощения используемых ослабителей и их числом. Преимущество такого метода в том, что можно обойтись только одной разрядной трубкой того лазера, свойства которого исследуются. Метод максимальных потерь обычно дает завышенное значение коэффициента усиления, так как он не учитывает сужения спектральной линии и соответствующего возрастания усиления по мере уменьшения уровня мощности в резонаторе. [c.238]

Зная соотношение между у(т) и ( ) [формула (5.1.15)], можно легко предсказывать форму иитерферограммы при разной форме спектральной плотностп мощности света. Рассмотрим несколько конкретных примеров. В случае газоразрядной лампы низкого давления форма спектра мощности отдельной линии определяется прежде всего доплеровскими сдвигами фазы света, испускаемого движущимися излучателями, которые испытывают редкие столкновения. В этом случае, как известно, спектральная линия имеет приблизительно гауссовскую форму [5.16] [c.162]

Сравним спектральные плотности мощности накачки и генерации. Ширина полосы Av4F2= см а ширина линии генерации Avз— 0,01 см. Следовательно, спектральная плотность излучения накачки порядка 3 10 Вт см" с , а генерации приблизительно 2,3 10 Вт см с . Таким образом, спектральная плотность генерируемого излучения на четыре порядка выше, чем у накачки. Подчеркнем, что такую и большую спектральную плотность мощности излучения можно получить только с помощью квантовых генераторов. [c.77]

Помимо спектральных линий, ртутные лампы высокого даиления излучают непрерывный фон, мощность которого составляет в области 280—315 нм 15 , от полной мощности излучения этой области спект])а. Существует также способ получения УФ излучении, основанный на свечении возбужденЕОго люминесцирующего вещества, излучающего в УФ области снектра (см. Лампа черного спета, Люминес-ггет/ия). Эти источники обычно излучают сплошной [c.246]

Энергия электромагнитного поля, как и мощность, пропорциональна квадрату напряженности электрического поля волны. Поэтому энергию в спектре можно выражать квадратом амплитуды электрического поля световых волн. На рис. 16. 4 приведен пример графического изображения линейчатого спектра. Интенсивность (мощность) световой волны данной длины 2, изображена ординатой, величина которой пропорциональна квадрату амплитуды световой волны. На рис. 16. 4 изображено восемь компонентов спектра (монохроматических световых волн Я.1—Яв). В спектроскопе каждая из таких волн дает свое изображение входной щели спектроскопа в виде одноцветной (монохроматической) спектральной линии. [c.325]

Первое из них связано с учетом достаточно тонких и пока еще недостаточно изученных в количественном плане эффектов трансформации контуров отдельных и перекрывающихся спектральных линий давлением воздуха (сдвиг, интерференция перекрывающихся линий, специфика уширения при переходе от столкновительного к доплеровскому контуру). Второе направление связано с накоплением и статистической обработкой информации о временных флуктуациях метеопараметров и концентраций поглощающих газов по вертикальной и наклонным трассам, а также с уточнением профилей концентраций малых газовых примесей ц короткоживущих компонентов молекулярной атмосферы (например, продукты химических реакций в озонном слое). Успешное решение этого вопроса требует накопления данных лидарных измерений газового состава атмосферы и расширения арсенала спектроскопических методов атмосферной оптики, использующих лазеры с управляемыми спектральными характеристиками. И, наконец, новым, практически не затронутым в научной литературе вопросом является вопрос разработки оптических моделей нелинейно поглощающей атмосферы. Его возникновение связано с увеличением энергии и мощности современных лазеров, применяющихся для исследований атмосферы, до уровней появления нелинейных спектроскопических эффектов. [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...