Коэффициент усиления излучени

Формула (35.24) описывает зависимость коэффициента усиления излучения частотой V2l от интенсивности радиации накачки в канале 3 1. Она справедлива только при малых значениях плотности радиации 21 частотой V2l. Если же 21 начнет расти, то будет уменьшаться. В этом случае [c.277]

Перейдем к общему случаю, когда имеется как однородное, так и неоднородное уширения. Пусть в некотором направлении в среде распространяется мощный световой поток с плотностью излучения и, который сосредоточен в узком спектральном интервале и характеризуется частотой V. Тогда для коэффициента усиления излучения, распространяющегося в том же направлении, можно получить выражение [c.289]

Концентрационное рассеяние 131 Кооперативный процесс 182 Коэффициент усиления излучения 125 [c.274]

Если усиление волны на длине Ь больше суммарных потерь, испытываемых волной при отражении от зеркал, то с каждым пробегом амплитуда волны будет увеличиваться все больше и больше. Усиление будет продолжаться до тех пор, пока плотность энергии н(ш) в этой волне не достигнет такого значения, при котором величина коэффициента усиления существенно уменьшится вследствие эффекта насыщения. Стационарное состояние соответствует, очевидно, условиям точной компенсации усиления в среде суммарными потерями энергии. Таким образом, эффект насыщения имеет принципиальное значение в вопросе о генерации излучения в лазерах. [c.780]

И ао((о) — ненасыщенный коэффициент усиления, а величина щ равна такой плотности излучения, при которой а(ш) уменьшается в 2 раза в сравнении с ао(со). Подставляя выражение (225.5) для а((о) в равенство (225.3), можно найти стационарное значение г/(со) внутри резонатора [c.782]

Таким образом, плотность генерируемого излучения пропорциональна превышению ненасыщенного коэффициента усиления над его пороговым значением если ао((а) // , то генерация [c.782]

Отличительной чертой всех полупроводниковых лазерных материалов, в том числе и арсенида галлия, является очень высокий по сравнению с другими лазерными материалами (кристаллы, стекла, жидкости, газы) коэффициент усиления электромагнитного излучения. Благодаря этому удается выполнить условие генерации для миниатюрных полупроводниковых образцов. Типичный лазер на арсениде галлия показан на рис. 35.24, а. Для получения генерации две противоположные поверхности полупроводника полируют и делают плоскопараллельными, а две другие оставляют грубо обработанными, чтобы предотвратить генерацию в нежелательных направлениях. Обычно обе отражающие поверхности не имеют отражающих покрытий, так как показатель преломления полупроводника достаточно большой и от полированных торцов отражается примерно 35 % падающего излучения. Активная область представляет собой слой толщиной около 1 мкм, т. е. немного больше запирающего слоя (примерно 0,2 мкм). В свою очередь поперечные размеры лазерного пучка гораздо больше (около 40 мкм) толщины активной области (рис. 35.24, б). Следовательно, лазерный пучок занимает довольно большое пространство в р- и п-областях. Однако поскольку поперечные размеры пучка все же относительно невелики, выходное излучение имеет большую расходимость (несколько градусов). [c.297]

Первоначальное поле, из которого формируется излучение лазера, создается спонтанным излучением возбужденных атомов активной среды. Это излучение на языке радиотехники представляет собой шум ОКГ. Лазер, как и любой генератор электромагнитных волн, можно рассматривать как усилитель с высоким коэффициентом усиления, который усиливает собственный шум . [c.281]

Определим коэффициент усиления среды. Пусть стационарный световой поток распространяется в среде в направлении оси 2. Пренебрежем вкладом спонтанного излучения в увеличение интенсивности пучка, а также исключим из рассмотрения потери излучения, вызванные рассеянием на неоднородностях, поглощением посторонними примесями и т. п. Тогда на основании закона сохранения энергии получим [c.288]

ХОДОВ становится сравнимой или превыщает скорость процессов релаксации, происходит значительное уменьшение инверсной населенности и коэффициента усиления. Расчет дает следующую зависимость коэффициента усиления от плотности излучения [c.289]

Для расчета нестационарной генерации рубинового ОКГ надо составить диференциальные уравнения, которые определяют изменение во времени инверсной населенности АЫ и плотности излучения в резонаторе и. Решение этих уравнений, полученное на электронно-вычислительной машине, представлено на рис. 114. Генерация возникает, когда под действием излучения накачки достигается пороговое значение инверсной населенности АМ ор, при котором коэффициент усиления К равен коэффициенту потерь Кп- Однако плотность излучения и вначале невелика и скорость вынужденных переходов 1С верхнего уровня еще меньше, чем скорость его заселения под действием накачки. Поэтому в течение некоторого времени (-- 1 мкс) АЫ продолжает возрастать, несколько превышая ЛЛ/дор. Если пренебречь незначительным вкладом спонтанного излучения, то [c.297]

Для действия лазера необходимо не только эффективное заселение верхнего уровня рабочего перехода, но и быстрое опустошение нижнего уровня. В Не—Не-лазере нижние уровни 2р и Зр опустошаются в основном вследствие спонтанных переходов на уровни 1л. Вероятность этих переходов достаточно велика. Так, время жизни уровня 2р и большинства других уровней 2р составляет всего 2-10 с. Однако эффективному опустошению р-уров-ней может препятствовать значительная населенность уровней 1л. Два из них являются метастабильными, но и остальные опустошаются очень медленно вследствие пленения резонансного излучения. Поглощение излучения, испускаемого при спонтанных переходах с уровней 2р и Зр, атомами, находящимися на уровнях 1л, приводит к дополнительному заселению уровней 2р и Зр. Еще большую роль в заселении этих уровней играет электронное возбуждение с уровней 1л, эффективное сечение которого очень велико. Вследствие этого необходимым условием создания инверсной населенности является не слишком высокая концентрация атомов на уровнях 1л. Опустошение этих уровней происходит в основном при столкновениях со стенками разрядной трубки, к которым диффундируют возбужденные атомы. Процесс диффузии протекает тем быстрее, чем меньше диаметр трубки. Именно этим объясняется экспериментально установленная зависимость ненасыщенного коэффициента усиления от диаметра разрядной трубки [c.304]

Упражнение 4. Определение коэффициентов усиления и потерь ЮКГ. Измерение зависимости коэффициента усиления от мощности излучения. Для резонатора со стеклянной пластиной 6 коэффициент потерь на один проход может быть представлен в виде [c.308]

После этого снимите кривые зависимости коэффициента усиления от мощности излучения лазера для двух значений силы разрядного тока, одно из которых берется равным опт. Мощность излучения изменяется поворотом пластины 6. Коэффициент усиления определите по величине потерь. [c.309]

Рис. 8. Зависимость коэффициента усиления от атомного номера вещества экрана аля различных источников излучения

Усиливающие экраны используют в виде заднего и переднего экранов, между которыми размещены радиографические пленки. При этом увеличивается коэффициент усиления и уменьшается влияние рассеянного излучения на пленку. Толщину металлических экранов, а также материал люминофора и его количество в составе флюоресцентных экранов выбирают в зависимости от типа источника излучения (см. табл. 8 и 9). [c.319]

Световое изображение, сформированное видимым излучением и непосредственно воспринимаемое глазом человека, отличается по спектральному составу от радиационного изображения, сформированного ионизирующим излучением. Поэтому в качестве метрологических характеристик используют как коэффициент усиления яркости, как и коэффициент радиационно-оптического преобразования, под которым понимают отношение значения максимальной яркости выходного изображения преобра- [c.357]

Толщиномеры покрытий третьего типа в основном реализуют спектрометрический способ регистрации излучений. Они укомплектованы измерительным преобразователем, содержащим радиоактивный источник, возбуждающий флюоресцентное излучение, спектрометрический детектор и предварительный усилитель. Сигнал детектора пропорционален энергии регистрируемого излучения. Усиленный сигнал детектора последовательно проходит устройство автоматической стабилизации коэффициента усиления, дифференциальный амплитудный дискриминатор и поступает на измеритель средней скорости счета. [c.397]

Блок временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ) уменьшает коэффициент усиления усилителя в момент излучения зондирующего импульса, а затем восстанавливает его по определенному закону, обеспечивающему компенсацию уменьшения амплитуд с увеличением глубины залегания дефекта. Во многих приборах система ВАРУ приближенно обеспечивает постоянство предельной чувствительности по глубине. [c.229]

Блок управления интроскопом позволяет изменять положение зон фокусировки при излучении и приеме, величину коэффициента усиления и его зависимость от величины сигнала (вплоть до нормального логарифмирования) общего усилителя. Через блок управления ОЗУ обеспечивает режим стоп-кадра, вывод бистабильного или полутонового изображения, выполнение отсечки сигналов изображения. Блок управления выводит информацию об объекте, операторе, режиме работы и дате на экран ЭЛТ через знакогенератор (ЗнГ) управляет [c.270]

Коэффициент усиления металлической фольги зависит от энергии излучения при достижении оптической плотности 1,5—1,8 и оптимальной толщине экранов он равен примерно двум. [c.59]

Следует иметь в виду, что зависимость коэффициента усиления а(м) от плотности излучения и(ш) по гиперболическому закону (224.4) справедлива лишь для сравнительно простой модели среды. Из (224.4) видно, в частности, что спектральная плотность коэффициента Эйнштейна ат (и>) для всех атомов предполагается одинаковой. Если принять во внимание столкновения, движение атомов и связанный с ним эффект Допплера, немонохроматичность излучения и другие обстоятельства, то вид зависимости а(ш) от ц(со) будет иной. Однако уменьшение a(oj) с ростом п(ш) является общей 3 акономерностью. [c.778]

Количественное соотношение, определяющее возможность генерации направленного потока излучения, можно найти из следующих соображений. Поток излучения со спектральной плотностью /о, возникший в какой-либо точке А активной среды (см. рис. 40.4) и направленный вдоль оси резонатора, усиливается на пути к правому зеркалу, отражается от него и после отражения от левого зеркала опять пройдет через точку А, распространяясь в своем исходном направлении. Таким образом, за один цикл распространения в резонаторе излучение пройдет путь 2Ь. В отсутствие всяких потерь энергии это должно привести к увеличению потока до величины /оСхр [2а(оз)Т], где а(оз) — коэффициент усиления. Однако в результате потерь, которые учтены эффективным коэффициентом отражения зеркал Гдфф, фактическая плотность потока энергии после одного цикла его распространения в резонаторе определится выражением /оГэффехр[2а(со)Е). Поэтому решение вопроса о возможности возбуждения генерации в резонаторе сводится к условию [c.780]

Отражение света, происходящее из-за нелинейности среды и пространственного периодического изменения амплитуды поля, позволяет расширить наши представления о воз1 южных способах реализации положительной обратной связи в квантовых генераторах. До сих пор мы полагали, что положительная обратная связь между полем излучения и активной средой, необходимая для превращения усиливающей системы в автоколебательную (см. 225), осуществляется с помощью зеркал, отражающих волны обратно в резонатор. Рассмотренное выше нелинейное отражение света служит физической основой для иного способа реализации положительной обратной связи, применяющегося в некоторых лазерах. Пусть кювета К представляет собой активную среду (см. рис. 41.3). В направлении оси л имеет место периодическая неоднородность среды за счет нелинейных эффектов. Интерферирующими пучками / и //, создающими оптическуро неоднородность, могут быть пучки возбуждающего излучения. Следовательно, в данном случае отражение будет происходить в результате модуляции коэффициента усиления активной среды. Спонтанное излучение среды, испущенное в направлении оси х, будет отражаться от неоднородности и возвращаться в активную среду, что и соответствует обратной связи. Для некоторых частот обратная связь будет положительной, и при выполнении пороговых условий возбудится генерация излучения в направлении оси х. [c.828]

Перейдем к рассмотрению процесса генерации. Образование инверсной заселенности еще не гарантирует высокой интенсивности светового потока, выходящего из активного вещества. Степень усиления зависит от коэффициента усиления кус и длины активного слоя I. В простом виде эту зависимость можно представить следующим образом ( = оехр(/ ус/), где о — интенсивность света, падающего на поглощающий слой вещества щ — интенсивность света, выходящего из него /гус = = —йпогл. Если бы удалось сильно увеличить длину активного стержня, то излучение, выходящее из его торцов, было бы весьма интенсивным, причем оно существовало бы даже, если бы и не было внешнего потока. Первичным источником была бы люминесценция, многократно усиленная при прохождении большой длины усиливающего слоя (это явление называют сверхлюминесценцией). [c.277]

Теоретические расчеты ) и экспериментальные данные показывают, что основным фактором, мешающим возникновению генерации сложных молекул, является накопление частиц на метастабильном (триплетном) уровне. Если в рубине наличие метастабильного уровня обеспечивает возможность генерации, то у красителей этот уровень играет отрицательную роль. Неоптические переходы 5 ->-7 1 мешают накоплению частиц на основном лазерном уровне 5] и тем самым уменьшают значение коэффициента усиления. Кроме того,- существенна роль триплет-триплетного поглощения Т Т2. Ввиду этого под действием внешнего излучения в растворе не только появляется способность к усилению, но и возникают дополнительные потери. Если коэффициент поглощения в канале превышает коэффициент усиле- [c.293]

Для неоднородного уширения выражение (6.21), как и (6.15), справедливо только при малой спектральной плотности излучения на частоте атомного перехода, когда оно не может существенно изменить распределение атомор по частотам. Учитывая нормировку функции 5(т—То), из (6.21) можно получить, что коэффициент усиления на центральной частоте й(то) обратно пропорционален ширине спектральной линии. [c.288]

Явление насыщения усиления было рассмотрено выше для простого случая, когда генерация осуществляется на одной частоте. В Не—iNe-лазере, за исключением пороговой области, в генерации обычно участвует несколько продольных мод и часто также несколько поперечных мод. При длине резонатора 1 м частотные интервалы между соседними модами невелики, вследствие чего происходит значительное перекрытие провалов на кривой коэффициента усиления. Это соответствует случаю так называемого квазиоднородного насыщения усиления. Теоретическое рассмотрение насыщения усиления при этом оказывается достаточно сложным. Однако общий характер зависимости коэффициента усиления от плотности излучения остается неизменным. Если принять, что мощность насыщения Рц остается постоянной независимо от условий возбуждения активной среды, Рн = onst, то можно по-казать, что средняя мощность излучения в резонаторе ОКГ Р зависит от отношения К°1Кп [c.305]

При наличии инверсной населенности уровней энергии 2 и i активной среды ( 2> i), т. е. при выполнении условия N2lg2>N)gi (Ni, Nu 2, g — населенности н кратности вырождения уровней 2, i) вынужденное излучение превалирует над поглощением и свет с резонансной частотой ш = 2— i/h усиливается при прохождении через среду. Усиленный таким образом свет люминесценции активной среды называют излучением сверхлюминесценции. Для возникновения генерации вводят положительную обратную связь, располагая активную среду в оптическом резонаторе, который в простейшем случае представляет собой два параллельных зеркала. Одно из зеркал резонатора делается полупрозрачным для частичного вывода излучения. Пространственное распределение поля генерируемого излучения соответствует собственным колебаниям резонатора, называемым модами. Различают продольные и поперечные моды, относящиеся к распределению поля вдоль оси резонатора и в плоскости, перпендикулярной оси. Искусственное снижение добротности резонатора позволяет достичь значительного коэффициента усиления активной среды без возникновения генерации. Последующее быстрое включение добротности приводит к генерации мощных световых импульсов малой длительности (гигантских импульсов). [c.895]

Усиливающее действие металлических экранов, используемых при контроле методом прямой экспозиции, определяется вторичными электронами, образующимися в экране при прохождении через него ионизирующего излучения. Экраны изготовляют из фольги тяжелых металлов (свинец, вольфрам, олово и др.), так как она обрспечивает высокие коэффициенты усиления (рис. 8). Для каждого источника ионизирующего излучения материал экрана следует выбирать в зависимости от его энергии, в частности, для рентгеновского излучения целесообразно использовать олово, вольфрам, свинец, для v-излучения —воль- [c.317]

Радиационно-оптнческие преобразователи предназначены для преобразования радиационного изображения в световое изображение. Радиационно-оптические преобразователи, в которых за счет дополнительных источников энергии, не связанных с ионизирующим излучением, в процессе облучения происходит радиационно-оптическое преобразование с коэффициентом усиления яркости более единицы, называются усилителями радиационного изображения. [c.359]

В толщиномере РТЦП-2, предназначенном для контроля толщины цинкового покрытия стальной полосы, для стабилизации коэффициента усиления блок высоковольтногопреобразователя, питающий сцинтилляционный счетчик, вырабатывает две последовательности импульсов. Блок обработки информации представляет результаты измерений в микрометрах на цифровом табло и в виде функции длины полосы на самописце. Блок амплитудной селекции и автоматической стабилизации коэффициента усиления обеспечи-, вает преимущественное выделение участка спектра, соответствующего характеристическому излучению цинкового покрытия, что позволяет, в конечном итоге, повысить чувствительность измерения в области малой толщины покрытия. Температура полосы должна быть не более 80 °С. [c.397]

Хикс и др. [35 ], Мессинджер и Спрат [58] использовали примерно такие же формулы для оценки нарушения в транзисторах под действием излучения. Они рассчитали радиационно индуцированное изменение параметра 1 /р (эквивалентного обратной величине коэффициента усиления по току а в схеме с заземленным эмиттером) и ввели постоянную нарушений К в соответствии с выражением [c.285]

Коэффициент усиления флюоресцирующих экранов зависит от типа экрана, нагрузки светосостава, энергии и интенсивности излучения и может меняться также от качества применяемой пленки, времени ее хранения, состава проявителя, условий фотообработки и пр., поэтому для каждого конкретного случая его рекомендуют уточнить экспериментально. Некоторые технические характеристики усиливающих флюоресцирующих экранов представлены в табл. 3.1. [c.59]

Существенным недостатком полупроводниковых лазеров является сильная зависимость их параметров от температуры. С повышением температуры, происходящим из-за разогрева диода значительным прямым током, изменяется ширина запрещенной зоны, что приводит к изменению спектрального состава излучения и смещению его максимума в сторону длинных волн.Но главное состоит в том, что с увеличением температуры резко растет пороговый ток /пор. так кяк при неизменном токе инжекции и, следовательно, при неизменной концентрации инжектированных носителей вблизи р — ft-перехода их распределение rio энергиям становится более размытым—увеличивается интервал энергий, по порядку равный йТ, в пределах которого распределяются свободные носители заряда в энергетических зонах. Так как коэффициент усиления света зависит от степени заполнения электронами и дырками состояний соответственно в зоне проводимости и в валентной зоне, то при том же уровне нн-жекции коэффициенты усиления падают с ростом температуры. Это означает, что для достижения порогового значения коэффициента усиления при повышенных температурах требуется больший пороговый ток /пор- Поэтому проблема отвода тепла or р — ft—перехода для полупроводниковых лазеров имеет первостепенное значение. [c.343]

Усиливающее действие металлических экранов, используемых при методе прямой экспозиции, определяется вторичными электронами, образующимися в экране при прохождении через него ионизирующего излучения. В качестве материала этих экранов используют фольги тяжелых металлов (свинец, вольфрам, олово и др.), так как они обеспечивают высокие коэффициенты усиления (рис. 16). Для каждого источника ионизирующего излучения, в зависимости от его энергии, должен выбираться материал экрана. Так, для тормозного излучения целесообразно использовать олово, вольфрам, свинец для у-излучения — вольфрам, свинец. Толщина экрана должна быть равна максимальной длине пробега вторичных электронов в экране. Изменение толщины фольги привода уменьшению коэффициента преобразования энергии излучения в кинетическую энергию вторичных электронов или к ослаблению интенсивности ионизирующего излучения и, как следствие, к уменьшению усиливающего действия экрана (табл. 13 и 14). Металлические экраны рекомендуется использовать с безэкранными радиографическими пленками типа РТ-1, РТ-3, РТ-4М, РТ-5, их применение практически не влияет на ухудшение разрешающей способности изображения на пленках. Промышленность выпускает экраны 15 типоразмеров согласно ГОСТ 15843—70. Эти экраны выполнены в виде свинцовой фольги толщиной от 0,05 до 0,5 мм, нанесенной на гибкую пластмассовую подложку. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...