Уширение линии неоднородное

Остановимся теперь на неоднородном уширении, которое характеризуется тем, что можно указать, какая группа атомов (например, обладающих скоростью в пределах от и до и + Аи) ответственна за тот или иной участок уширения линии. Классическим примером неоднородного уширения является доплеровское, однозначно связанное с тепловым движением излучающих атомов. Более подробно эффект Доплера рассмотрен в гл. 7, посвященной релятивистским эффектам, а здесь мы ограничимся оцен- [c.66]

Рис. 109. Насыщение усиления активной среды (1—к°(т) 2—к )) а—при однородном уширении линии, б — при наличии неоднородного уширения

Рис. 111. Генерация продольных мод ОКГ (1—K°(v) 2—K(v)) а — при однородном уширении линии б — при наличии неоднородного уширения (Avh>Av>Avj )

В результате такой упругой деформации в пределах зерен и блоков межплоскостные расстояния изменяются неоднородно (рис. 2.1). Если обозначить абсолютное максимальное упругое отклонение периода решетки через Асг, то отношение Аа/а будет характеризовать величину максимального упругого отклонения межплоскостных расстояний от равновесных. Величину Аа/а принимают за характеристику микронапряжений или искажений 2-го рода. Эти искажения вызывают уширение линий рентгенограммы Л 6, но подчиняются другим закономерностям, чем уширение за счет измельчения размеров блоков. [c.60]

Б качестве активной среды в Л. г. обычно используется газовая смесь двух изотопов неона ( N , Ne) с Не, характеризующаяся неоднородно уширенной линией рабочего перехода. Это позволяет устранить конкурентное взаимодействие встречных волн и получить высокую стабильность. Исследуются кольцевые лазеры с кристаллич. или стеклообразной активной средой. [c.559]

Исследование неупорядоченных систем. Наряду с изучением парамагн. центров в совершенных кристаллах ЭПР применяют и для исследования неупорядоченных систем (порошки, стёкла, растворы, кристаллы с дефектами). Особенностью таких систем является неодинаковость (неоднородность) условий в местах расположения центров из-за различий во внутр. электрич. (магн.) полях и деформациях, вызванных структурными искажениями кристалла неэквивалентности ориентаций парамагн. центров по отношению к внеш. полям неоднородности последних. Это приводит к разбросу параметров спинового гамильтониана и как следствие к неоднородному уширению линий ЭПР. Изучение этих линий позволяет получить информацию [c.580]

Так как излучающие частицы движутся с различными скоростями и в различных направлениях, то частотные сдвиги излучаемых ими линий различны. Поэтому даже в случае отсутствия столкновений неподвижный спектральный прибор будет регистрировать множество естественно уширенных линий, различно смещенных относительно частоты Vo. Суперпозиция этих смещенных линий и дает наблюдаемый профиль уширенной линии. Это так называемое доплеровское уширение линии является неоднородным. Каждая конкретная частица в описанной ситуации может излучать линию лишь в узком, определяемом естественным уширением, спектральном диапазоне, сдвинутом относительно vo на конкретную величину, однозначно связанную со скоростью и направлением движения этой частицы. Естественно, что и поглощать излучение с фиксированной частотой смогут только те частицы, доплеровский сдвиг которых соответствует этой частоте. [c.21]

В данном разделе мы кратко обсудим различные механизмы уширения линии и связанные с этим свойства функции g(Av). Сразу же введем играющее важную роль различие между однородным и неоднородным механизмами уширения. Будем называть механизм уширения линии однородным, когда линия каждого отдельного атома и, следовательно, всей системы уширяется в одинаковой степени. Наоборот, механизм уширения линии будем называть неоднородным, когда он действует таким образом, что резонансные частоты отдельных атомов распределяются в некоторой полосе частот и, следовательно, линия всей системы оказывается уширенной при отсутствии уширения линии отдельных атомов. [c.41]

В предыдущих двух разделах мы рассмотрели несколько важных примеров как однородного, так и неоднородного механизмов уширения линии. Мы убедились, что по крайней мере [c.52]

Неоднородно уширенная линия [c.79]

Рис. 2.19. Проявление насыщения в случае неоднородно уширенной линии. В кривой зависимости коэффициента поглощения от частоты имеется провал. глубина которого увеличивается с интенсивностью /(v).

Покажите, что для неоднородно уширенной линии, форма которой описывается функцией g, коэффициент поглощения при насыщении, измеряемый по схеме рис. 2.15, можно записать в виде [c.106]

Таким образом, можно сделать вывод, что лазер всегда имеет тенденцию работать в многомодовом режиме. Прп однородном уширении линии усиления это является следствием пространственного выжигания дырок, а в случае чисто неоднородной линии — следствием только спектрального выжигания дырок, поскольку моды взаимодействуют с различными наборами атомов и механизм пространственного выжигания дырок не играет никакой роли. Следует, однако, заметить, что в случае однородной линии при генерации нескольких мод с частотами вблизи центра линии усиления явление пространственного выжигания дырок усредняется наличием указанных мод. В этих условиях однородный характер линии не позволяет генерировать модам, находящимся дальше от центра линии усиления. Поэтому в случае однородной линии (по сравнению с неоднородной) допустима генерация для меньшего числа мод, находящихся вблизи максимума контура усиления. [c.257]

Тральной частоте лазерного перехода vq. Для неоднородно уширенной линии частота генерации в первом порядке (и точно для однородно уширенной линии) определяется средним взвешенным двух частот vo и V . При этом весовые множители оказываются обратно пропорциональными соответствующим ширинам линий. Таким образом, мы имеем [c.273]

После этого предварительного рассмотрения АМ-синхронизации мод можно исследовать физические явления, которые определяют длительность импульсов в режиме синхронизации мод. В зависимости от того, однородно или неоднородно уширенной является лазерная линия, эти явления оказываются совершенно различными. В случае неоднородно уширенной линии и при значительном превышении над порогом полоса генерации Av ген стремится занять всю шири-ну лазерной линии Avo-Предполагая, что амплитуды мод имеют гауссово распределение, из выражения (5.116) получаем [c.314]

Регистрация быстропротекающих процессов. Метод ЯМР-спектроскопии обладает тем несомненным преимуществом, что измерения можно выполнить за очень короткий промежуток времени — порядка величины времени релаксации (от единиц до сотен микросекунд). Воздействия типа ударных давлений и т. п. фиксируются по изменениям неоднородно уширенных линий ЯМР способом спинового эха. Величины импульсов и интервалы между ними подбирают экспериментально для конкретного вида спектра ЯМР по следующим условиям [13.31] [c.194]

Таким образом, если при неоднородно уширенной линии или в присутствии сильной суперлюминесценции выбрать в соответствии с (3.18), доля мощности генерации, теряемая за счет спонтанных переходов, оказывается больше доли мощности, теряемой за счет неактивного поглощения (напомним, что такой выбор R обеспечивал равенство pi и р2 без учета влияния указанных выше факторов, увеличивающих Pi). В этом случае целесообразно использовать резонатор с несколько большим R, приблизив тем самым друг к другу pi и Р2, что влечет за собой возрас-тание X. [c.194]

Взаимодействие излучения с ансамблем атомных систем и неоднородное уширение линий [c.24]

Рис. 1.6. Изменения населенностей при воздействии излучения на системы с неоднородно уширенными линиями. а — зависимость от частоты населенностей, нормированных на объем и частоту в основном и возбужденном состояниях (О — без воздействия излучения, I при воздействии излучения) штриховая кривая соответствует максимально достижимой плотности населенностей в возбужденном состоянии б — установка с пробным лучом для измерения насыщения поглош,ения. 1 а>ь) — интенсивность лазерной накачки иа частоте шь /о(со), /(со)—интенсивности пробного света на частоте ш до и после образца.

Механизмы активной синхронизации мод лазеров с однородно и неоднородно уширенными линиями усиления сильно различаются. [c.136]

Здесь К — число проходов резонатора. Переменная r[ = t — zjv при этом ограничена временем прохода резонатора и (О г] ы). Рассмотрим теперь изменение параметров излучения после прохода через усилитель, поглотитель и отражения от зеркала, взяв за основу расположение элементов, аналогичное изображенному на рис. 6.3. Мы здесь не будем вводить специальный частотно-селективный элемент, но зато учтем конечную спектральную ширину лазерного перехода. Для описания процесса генерации в четырехуровневой системе твердотельного лазера при условии, что преобладает однородное уширение линии, мы можем воспользоваться уравнениями (4.1) — (4.3) (лазер на АИГ Ыс1). (К системам с неоднородно уширенной линией многие из сделанных ниже выводов приложимы в некотором приближении.) Для исследования развития импульса из шума, согласно выводам гл. 1, в уравнение (4.2) следует ввести стохастический член F(t]), описывающий флуктуации в среде. Согласно условию (7.1), можно считать, что за время одного прохода изменения населенностей малы, как это уже было сделано в разд. 4.2 С учетом стохастических [c.231]

Угловые волновые функции (Флам-мера) 71 Удвоение периода 212 Уширение линии неоднородное 47 -- однородное 47 [c.346]

Когда получается однородное упп рение и чем оно отличается от неоднородного уширения линии Сравните его с естественной ылириной линии. [c.453]

Соотношения (7.5.4) и (7.5.5) показывают ), что в автоколебательной системе с двумя контурами всегда осуществляется сильная связь (612621 = 4Р1Р2)- Поэтому бигармонический режим в такой системе невозможен. В газовом лазере преимущественно реализуется случай слабой связи. Это различие обусловлено тем, что в системе с двумя контурами (см. 7.5) усиление колебаний обеих частот происходит в одном и том же нелинейном активном элементе, например в полевом транзисторе или лампе. В газовом же лазере с неоднородным уширением линии поглощения усиление накаждой из генерируемых мод происходит за счет энергии различных атомов активной среды. Поэтому взаимное влияние колебаний различных частот оказывается малым и возможна одновременная генерация двух независимых колебаний. [c.367]

Вторая причина — различие собственных частот сойд, обусловленное либо эффектом Доплера при тепловом движении атомов и молекул в газе, либо смещением квантовых уровней в неоднородном внутрн-кристаллич. или внеш. поле (неоднородное уширение линии перехода). Поскольку в свободном состоянии диполи колеблются с собств. частотами то воз- [c.57]

Гуд, равпойчастоте уширяющих столкновений. Неоднородность магн. поля приводит также к уширению линий ЦИ, к-рое, напр., в плазме токамака может превзойти доплеровское. [c.108]

Структура спектральной, линии часто оказывается более сложной, если каждый элементарный квантовый объект, напр, атом, имеет свою собств. резонансную частоту, несколько отличную от частот др. атомов. Один из наиб, характерных примеров — движущиеся атомы или молекулы в газе, частота к-рых, измеряемая в неподвижной системе координат, зависит от скорости их движения из-за эффекта Донлера и релятивистского изменения масштаба времени. Др. пример — уширение из-за неоднородности среды, окружающей излучаю-щие атомы. Структура такого типа линий (неоднородно уширенных) представлена на рис. 12. В этом случае частота tOgi является перем. параметром. Расстояние между резонансными частотами отд. частиц обычно много меньше индивидуальной ширины линии уровня каждой частицы B2i иКЛЫд. Поэтому Wji можно считать непрерывной переменной, а система ур-ний 22—23 легко обобщается на случаи неоднородного уш прения [c.551]

П, э. играет большую роль в квантовой электронике в нелинейной оптике ячейки с просветляющимся веществом используются для т, н. пассивной модуляции добротности и синхронизации мод лазеров, формирования коротких импульсов в лазерных усилителях и т. п. П, э. в газовых средах, помещённых в резонатор лазера а. обладающих доплеровски уширенной линией поглощения на частоте генерации, используется для стабилизации частоты и сужения линий генерации. В нели-нейной спектроскопии наблюдение П. а. в неоднородно уширенных линиях поглощения является ордт/i из методов регистрации спектров с высоким разрешением. [c.151]

В случае сложных неэллипсоидальных изоэнергетич. поверхностей наряду с уширением линии Ц. р. из-за процессов рассеяния (однородное уширение) возникает также т. н. неоднородное уширение, связанное с зависимостью от и if и с возникающим из-за этого разбросом Шс (см. выше). [c.431]

Рентгеноструктурный анализ полученных при комнатной температуре образцов механически легированных порошков усложняется вследствие уширения дифракционных линий. Тем не менее эта проблема была решена. Методом сканируюхЦей оже-спектроскопии установлено, что влияние химической неоднородности на уширение линий образца, полученного при МЛ смеси никель—хром, почти такое же, если не меньше, как и в случае стандартного образца, изготовленного сплавлением в жидкой фазе с последующим отжигом [513]. [c.321]

Особенности магнитного резонанса в металлических ферромагнетиках обусловлены наличием в них электронов проводимости. Благодаря скин-эффекту индуцированная высокочастотным магнитным полем намагничивае-мость неоднородна по объему образца, что ведет к уширению линии ФМР-поглощения. По порядку величины ширина линии равна Дсо == =[Х0с(а/5) 1 , где 9с = (2я РвЛ)/аШа х— константа порядка температуры Кюри А — параметр обменного взаимодействия Мо — намагниченность насыщения а — постоянная решетки б — глубина проникновения электромагнитного поля в металл. Количественные оценки показывают, что обменное взаимоден-. ствие электронов расширяет линию ФМР примерно до 10 А/м при комнатной темп атуре, [c.182]

В случае когда линия является неоднородно уширенной, процесс насыщения оказывается более сложным. Поэтому мы здесь ограничимся лишь качественным его описанием (более подроб нос описание см. в задачах 2.22 и 2.23). Чтобы сохранить общ ность рассмотрения, будем считать, что уширение линии обус ловлено как однородным, так и неоднородным механизмами Следовательно, форму линии можно описать выражением (2.69) Результирующая форма линии gi(v —vo) дается сверткой вкла дов (Av) от однородно уширенных линий отдельных атомов Таким образом, в случае поглощения результирующий коэффи циент поглощения можно изобразить кривой, как показано на рис. 2.18, В этом случае при проведении эксперимента по схеме, представленной на рис. 2.15, падающая волна с интенсивностью I(v) будет взаимодействовать лишь с теми атомами, резонансные частоты которых располагаются вблизи частоты v. Соответственно только в этих агомах будет иметь место насыщение уровней, когда величина I (г) станет достаточно большой. При [c.79]

Поскольку обычно справедливо неравенство Avo/v = = (AvqL/2 ) 1, мы видим, что в случае однородного ушире-ния линии импульс имеет значительно большую длительность, чем в случае неоднородного уширения. В качестве заключительного замечания по этому вопросу укажем на то, что механизм сужения импульса, который изображен на рис. 5.41, в, не играет сколько-нибудь существенной роли в случае неоднородно уширенной линии, хотя, очевидно, действует и в этом случае. Действительно, длительность импульса в данном случае определяется обратной шириной линии, а основная роль модулятора состоит в осуществлении такого синхронизма между модами, на которых происходит генерация, чтобы лазерные импульсы проходили через модулятор в те моменты времени, в которые потери минимальны (рис. 5.41,а). [c.315]

Второй механизм, через который вариации температуры вызывают изменение характеристик лазерного излучения, состоит в температурной зависимости спектроскопических параметров активных сред. При повышении температуры изменяется взаимодействие иона активатора с решеткой, что влечет за собой деформацию контуров линий поглощения и люминесценции (сдвиг их по частоте, уменьшение степени неоднородности уширения линии и поперечного сечения вынужденных переходов), а также изменение населенности рабочих уровней активатора. Для неодимсодержащих сред эти эффекты уменьшают коэффициент усиления в активном элементе (см. п. 2.3), а вместе с ним — и КПД лазера. [c.6]

Наблюдаемое уширение линий магнитного резонанса, с одной стороны, может вызываться либо локальными магнитными полями, добавляемыми к внешнему полю, либо вариациями g-фактора за счет анизотропии или пространственной неоднородности образца (условия негомогенности), а с другой — это уширение линий можно связать с затуханием осциллирующей системы. В последнем случае затухание определяется механизмами перераспределения поглощенной электромагнитной энергии между спинами и превращения ее в тепло при взаимодействии спиновой системы с кристаллической решеткой. Согласно принципу Больцмана, нижние зеемановские уровни более заселены по сравнению с верхними уровнями. При повышении мощности электромагнитного поля заселенность верхних уровней возрастает, а поскольку релаксационные механизмы [c.34]

В работах [805, 806] методом спинового эха исследовали частицы Pt диаметром 33—200 А, осажденные на силикагеле. Наблюдалась аномально широкая резонансная линия, более чем на порядок величины превышающая линию ЯМР в массивной платине. Было найдено, что это уширение линии обусловлено неоднородностью магнитного поля в пределах частиць и убывает как В области температур 1,7—77 К температурная зависимость ширины линии не обнаружена, вследствие чего уширение линии было приписано распределению сдвига Найта внутри частицы, возникающему благодаря фриделев-ским осцилляциям плотности электронных спинов вблизи поверхности металла. Анализ результатов показал, что градиент поля существует Б поверхностном слое толщиной 1,5 0,5 постоянных решетки независимо от размера частиц. Несмотря на эти аномалии, положение пика резонансной линии и значения Т , были такими же, как у массивного металла. [c.279]

Рис. 1.5. Однородный и неоднородный вклады в контур линии. Если неоднородное уширение линии вызвано эффектом Доплера, то эффективная резонансная частота на основании формулы ы21 = ы 2 l(l+v/ ) зависит от компоненты скорости атома в направлении источника света (при поглощении) и в направлении приемника света (при излучении). При максвелловском рас-лределеиии скоростей имеем

Лазеры с неоднородно уши енной линией при достаточно большой накачке генерирует большое число продольных мод. В отсутствие модулирующего сигнала фазы мод распределены по законам статистики. Синхронизация мод достигается относительно просто, так как для нее достаточно возникновения слабого сигнала на боковой частоте. Этот сигнал служит затравочным для соседней моды и последовательно усиливается. Впервые активную синхронизацию мод Не—Ые-лазера % = = 0,633 мкм) с помощью акустооптического модулятора потерь экспериментально осуществили Харрис и Тарг [4.1]. Они получили периодическую последовательность импульсов длительностью около 2,5 НС. Детальный расчет активной синхронизации мод лазеров с неоднородно уширенной линией усиления был сделан Харрисом и Макдафом [4.2]. Основываясь на спектральном описании, они решили систему уравнений, учитывающую взаимодействие между модами, в предположении что накачка отдельных мод осуществляется независимо. [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...