Резонаторы возбуждение потоком

При резонансе (ш — %) д (ш) = %12к, так что амплитуда колебаний резонатора, возбужденного потоком воздуха, будет [c.165]

Обратимся теперь к вычислению интенсивности звука, излучаемого резонатором, возбужденным потоком воздуха. Очевидно, что достаточно вычислить энергию, излучаемую через устье резонатора, и для дальнейшего воспользоваться законом обратного квадрата расстояния. Средний поток энергии через устье резонатора согласно общей формуле (1.58) равен [c.167]

Рассеяние звука 70 и д. Резонатор Гельмгольца 159, 164, 168, 187 Резонаторы 159 —, возбуждение потоком 158 и д. [c.205]

Среди молекулярных лазеров значительное место занимают газодинамические лазеры. Для генерации излучения в газодинамическом лазере предварительно нагретый газ очень быстро охлаждают путем приведения его в движение вплоть до сверхзвуковых скоростей. Принципиальная схема газодинамического лазера приведена на рис. 35.18. Вначале рабочий газ в нагревателе 1 нагревают до высокой температуры, затем он поступает в сопло 2, где ускоряется и охлаждается. При этом из-за различных скоростей дезактивации молекул с разным запасом энергии в газе может образоваться инверсия заселенностей уровней энергии, когда концентрация более возбужденных молекул превышает концентрацию менее возбужденных. Далее этот газ попадает в резонатор 3, состоящий из двух зеркал, параллельных потоку. В резонаторе часть энергии, связанная с инверсией заселенностей уровней, превращается в направленное когерентное излучение, которое выходит через] полупрозрачное зеркало 4, образуя лазерный луч 5. [c.292]

В этой установке направление потока рабочего газа, оптическая ось резонатора и вектор электрического поля возбуждения газовой смеси взаимно перпендикулярны. Лазерная полость/, компрессоры 4 п 5, включенные параллельно, теплообменник 3 и соединяющие их короба образуют газодинамический контур (рис. 26). Четыре медные водоохлаждаемые зеркала 2 резонатора установлены в специальные узлы, обеспечивающие их удобную юстировку. [c.48]

Однако существует ряд причин, которые могут вызвать неравномерность распределения генерируемого излучения по объему активной среды даже при совершенно равномерном ее возбуждении. Одной из них является само существование модовой структуры оценим, к каким последствиям может привести, скажем, то, что приняты меры для спектральной селекции излучения ( 4.3) и генерация является одночастотной. Тогда вдоль линейного резонатора устанавливается стоячая волна с периодом Х/2. Если распространяющиеся навстречу друг другу потоки излучения не слишком разнятся по плотности (очевидно, это имеет место при близких к единице R ), то глубина модуляции интенсивности на периоде стоячей волны приближается к 100%. В этом случае необходимо произвести усреднение [c.190]

Будем вначале, как и выше, считать, что равномерно возбужденная среда, связь между коэффициентом усиления которой и суммарной плотностью излучения выражается формулой (3.9), заполняет имеющий Щ1-линдрическую форму объем между зеркалами телескопического резонатора (рис. 3.15). Полагая также, что явления интерференции между потоками излучения, следующими в противоположных направлениях, не проявляются, и введя плотность излучения в безразмерных едини цах р = а/, перепишем (3.9) в виде [c.196]

Будем считать, что такая среда, равномерно возбужденная по сечению потока, поступает в двумерный неустойчивый резонатор из цилиндрических зеркал (рис. 3.16). Чтобы еще упростить описание полей генерации и усиления, воспользуемся введенным автором и описанным в [62] приемом, особенно оправданным при значениях М, близких к единице. Он основывается на пренебрежении зависимостью / от продольной координаты z и на переходе от уравнения геометрического приближения [c.199]

В гелий-неоновых лазерах самосинхронизация мод происходит, когда добротность резонатора понижена за счет внесения постоянных потерь (т. е. при модуляции или селекции длин волн и т. д.) или когда слишком велика прозрачность выходного зеркала. Необходимо следить за характером выходной мощности газового лазера с непрерывным излучением, чтобы быть уверенным, что световой поток свободен от этого дефекта. Если обнаружен такой источник помех, то его можно устранить увеличением коэффициента отражения зеркала, уменьшением отражения от поверхностей оптических элементов, расположенных внутри резонатора, увеличением мощности возбуждения (если лазер уже не работает в области насыщения) или выбором лазера, размеры и допплеровская ширина линии которого более соответствуют данному применению. [c.474]

Чтобы завершить рассмотрение влияния различных факторов на частоту возбуждения газоструйного излучателя, следует еще остановиться на влиянии рабочего давления. Мы уже отмечали, что длина ячейки увеличивается с повышением давления в сопле. Физически это связано с тем, что при увеличении скорости истечения вне сопла возникшие возмущения (см. гл. 1) все сильнее сносятся потоком и волны разрежения пересекаются со стержнем все дальше от сопла. Однако напрашивающееся объяснение повышения частоты при увеличении давления приближением скачка к резонатору при проверке оказалось ошибочным. Как показали измерения, в случае струи, деформированной резонатором, при изменении давления(в отличие от свободной струи) положение скачка не меняется, но зато сильно изменяются распределение давления за скачком и его абсолютные значения. [c.85]

При большой амплитуде колебаний источника 3. вблизи от источника образуются постоянные воздушные потоки, носящие название звукового ветра. Появление постоянной слагающей при возбуждении чисто синусоидальным тоном представляет также нелинейное явление и вызывается образованием в среде вихревых движений [ ], не описываемых ур-ием (1). На фиг. 5 показаны воздушные потоки близ конич. диффузора громкоговорителя. Звуковой ветер возникает также близ. устья резонатора Гельмгольца Фиг. 5. при резонансных колебаниях последнего, у отверстия телефонной трубки и т. д. [c.242]

Прежде чем переходить к анализу системы уравнений (2.3), приведем один менее известный пример системы связанных осцилляторов. Этот пример связан с задачей, часто встречающейся в вакуумной и квантовой СВЧ-электронике возбуждение резонансной колебательной системы заданными источниками, характер которых определяется свойствами активной среды (электронный поток, газовая смесь, парамагнитный кристалл и т.п.). Если резонатор пустой ( холодный ) и потерями можно пренебречь, то он ведет себя как совокупность несвязанных осцилляторов — нормальных мод. Возмущение комплексной диэлектрической проницаемости среды, которой заполнен резонатор, [c.39]

Исследование точных условий, при которых образуются струи, является предметом большой трудности. Можно было бы даже сомневаться в том, происходит ли вообще образование струй в жидкости без трения, движущейся с настолько малыми скоростями, что соответствующие давления, которые пропорциональны квадратам скоростей, незначительны. Но для воздуха, движущегося под действием давлений, имеющихся в резонаторах, с которым нам и приходится иметь дело, нужно принять, что струи иногда могут встречаться. Около двух лет назад, производя опыты с одним из латунных резонаторов Кенига высоты с, я заметил, что, когда соответствующий камертон, сильно возбужденный, располагался около устья, из сопла на противоположной стороне выходила струя воздуха значительной силы. Эта струя способна усилиться до такой степени, что может задуть свечу, на пламя которой она направлена. Эффект этот не связан с каким-нибудь особым движением воздуха около ножек камертона это можно показать, установив камертон на резонансный ящик и обратив открытый конец ящика к устью резонатора получаемый эффект лишь немного меньше по интенсивности. Аналогичный результат был получен с камертоном и резонатором, настроенными октавой ниже (с). Более близкое исследование обнаружило тот факт, что на краях сопла поток, текущий наружу, заменяется потоком в противоположном направлении, так что язык пламени расположенной подходящим образом свечи представлялся входящим в сопло, между тем как другая свеча, расположенная непосредственно впереди, задувалась. Эти два эффекта в действительности чередуются и только кажутся одновременными вследствие неспособности глаза уследить за столь быстрыми изменениями. Образование струй должно вызывать серьезную потерю энергии движения. Чтобы получить сильный звук от резонатора этой формы, необходимо поэтому каждый раз, когда к нему подносится соответствующий камертон, закрывать сопло. [c.212]

Пути повышения КПД газодинамических лазеров. Относительно низкий КПД газодинамического лазера (не более 1%) объясняется рядом причин. Прежде всего бесполезно пропадает энергия поступательного движения потока газа, выходящего из сопла (после торможения и сжатия в диффузоре газ оказывается нагретым до высокой температуры). Кроме того, с потоком газа из резонатора удаляется некоторое количество возбужденных молекул N21 не успевших передать энергию возбуждения молекулам СО2, а также некоторое количество возбужденных молекул СО2, не успевших высветиться ). [c.67]

Преждевременный уход из резонатора вместе с потоком газа некоторого количества возбужденных молекул азота и двуокиси углерода определяет тип потерь в резонаторе, специфический для газодинамических лазеров. [c.67]

Возбужденные молекулы ОР передают энергию возбуждения молекулам СОа последние выносятся потоком в резонатор, где и высвечиваются. [c.73]

Возбуждение резонаторов потоком [c.158]

ВОЗБУЖДЕНИЕ РЕЗОНАТОРОВ ПОТОКОМ 159 [c.159]

Простейшими примерами таких резонаторов будут, например, трубы, открытые с одного или обоих концов, резонаторы Гельмгольца" (в виде бутылей) и т. п. Все такого рода резонаторы" легко заставить звучать в потоке воздуха, обдувая их устье. Явление это может иметь самые разнообразные масштабы, начиная от звучания на ветру какой-нибудь малой полости приемного микрофона (ветровая помеха) до катастрофических явлений возбуждения колебаний в открытой аэродинамической трубе, могущего привести к разрушению трубы и здания ). Это же явление в последней войне было применено противником в так называемых воющих бомбах, рассчитанных на усиление психологического эффекта. Оно находит себе и другие, более целесообразные применения в военном деле. Напомним также, что, в сущности, все духовые музыкальные инструменты и гудки основаны на явлении возбуждения колебаний потоком воздуха. [c.159]

Автором книги были произведены опыты по возбуждению резонаторов потоком воздуха [51]. В качестве резонатора была взята четырехгранная труба, закрытая с одного конца и помещавшаяся в поток воздуха, скорость которого можно было доводить до 35 м/с. В дно трубы ввинчивался измерительный микрофон, с помощью которого определялось давление возникающих в трубе колебаний. Эта труба легко возбуждалась при определенных скоростях потока, звуча со свойственными ей собственными частотами [c.161]

ВОЗБУЖДЕНИЕ РЕЗОНАТОРОВ ПОТОКОМ [c.163]

ВОЗБУЖДЕНИЕ РЕЗОНАТОРОВ ПОТОКОМ 165 [c.165]

ВОЗБУЖДЕНИЕ РЕЗОНАТОРОВ ПОТОКОМ 167 [c.167]

При интенсификации процессов Т. в у. п. в газовой фазе применяются в основном газоструйные излучатели либо используется возбуждение колебаний внешним потоком в резонаторах (как это имеет место в свистках) помещаемых на теплообменной поверхности. В случае работы в жидкостях используются магнитострикционные преобразователи, пьезоэлектрические преобразователи и жидкостные свистки. Наибольшее распространение получил Т. в у. п. в химической (экстракция, перемешивание) и в металлургической (дегазация расплавов) промышленности. [c.342]

Из-за больших размеров, в частности длины, трубчатые резонаторы используются редко (Рис. 5.9с, крайняя слева схема). Они достаточно эффективны в тех случаях, когда частота пульсаций параметров потока жидкости в основном постоянна при хорошем согласовании с частотой возбуждения колебаний, создаваемых работой насоса. [c.121]

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]

Генераторы СВЧ с динами ч. управлением а л е к т р о н н ы м потоком в ваку-у.чных электронных приборах (клистронах, магнетрон-ного типа приборах, лампах обратной волны, лампах бегущей волны и др.), в отличие от ламповых генераторов па триодах и тетродах со статнч. управлением электронным потоком, супцественно используют инерцию электронов. Взаимодействие электронных потоков с эл.-магн. полем слагается из двух процессов возбуждения эл.-магн. поля в объёмном резонаторе, во-чноводе или замедляющей системе движущимися электронами и группировки (фазовой фокусировки) электронов при воздействии эл.-магп. поля на движение электронов. [c.433]

В качестве примера химического лазера такого типа рассмотрим схему HF-лазера (рис. 4.15). Образование атомарного фтора в нем осуществляется в процессах диссоциахщи при смешивании SFe с нагретым до температуры свыше 2000 К буферным газом (азотом или гелием). При подаче в поток, содержащий атомарный фтор, молекулярного водорода начинается эффективное протекание реакций замещения с образованием возбужденных молекул HF. Попадая в оптический резонатор, эти молекулы испускают лазерное излучение. Достигнутая в настоящее время эффективность преобразования химической энергии в излучение в системах такого типа может составлять 12%. Мощность излучения химических [c.155]

Хотя сходящиеся волны неминуемо распадаются, они играют большую роль в теории Hey Tof 4HBbix резонаторов. Из того же рис. 2.22 ясно, что если в резонаторе по каким-либо причинам, например вследствие краевых эффектов, возникает близкая к сходящейся волна, то на протяжении нескольких первых обходов весь переносимый ею поток излучения целиком остается внутри резонатора. За это время плотность потока излучения, относящегося к основной расходящейся волне, успевает уменьшиться во много раз. В результате относительная интенсивность попавшего в сходящуюся волну света соответственно возрастает (отметим, что при наличии возбужденной активной среды этот свет усиливается не только по относительной, но и по абсолютной интенсивности). По мере приближения к сходящейся волне этот выигрыш в интенсивности, а с ним и роль рассеянного света становятся все более значительными. [c.115]

Хотя влияние дополнительного резонатора обычно состоит в усилении уже возникших акустических колебаний, тем не менее, судя по размерам канавки и ее расположению, по-видимому, здесь имеет место не усиление, а дополнительное возбуждение звука, подобное происходящему в свистках Левавассера. В этом случае излучатель как бы имеет два источника генерации, синхронизированных между собой, один из которых усиливает или даже инициирует работу второго. Это предположение основано на том, что при некоторых режимах работы излучателя, особенно стержневого типа (о чем еще будет подробно сказано в гл. 6), струя отработанного воздуха движется не в сторону резонатора, как показано на рис. 4, а после взаимодействия с резонатором изменяет свое направление и обтекает сопло. При этом кинетическая энергия струи достаточно велика, чтобы возбудить акустические колебания в тороидальном резонаторе, например типа Гельмгольца [15]. Необходимо лишь, чтобы частота колебаний в обоих излучателях была одинаковой, а фаза подобрана так, чтобы колебания усиливались. Так как вторичные резонаторы применяются обычно в стержневых излучателях при с с, когда поток воздуха из резонатора движется в основном по направлению к соплу, такой механизм работы вторичного резонатора кажется весьма правдоподобным. [c.24]

Рис. 18.1. Модель затухания или усиления одной резонаторной моды. Поток эезонансных двухуровневых атомов проходит через полость (вверху) вблизи пучностей полевой моды. Атомы находятся в состоянии статистической смеси возбуждённого а) и основного 6) состояний, населённости которых задаются эаспределением Больцмана с температурой Т. Если в основном состоянии находится больше атомов, чем в возбуждённом (слева), то большее число атомов возбуждается полем полости, забирая его энергию, т. е. фотоны из резонатора, по сравнению с числом обратных процессов передачи возбуждения от атома к полю. Следовательно, поле резонатора, в среднем, теряет фотоны, то есть резервуар двухуровневых атомов с температурой Т приводит к затуханию этого поля. Отметим, что никаких измерений внутреннего состояния атомов, взаимодействующих с резонаторным полем, не производится. Для резервуара известны только населённости состояний, которые определяются температу-эой. Если атомы обладают инверсией, т. е. больше атомов в возбуждённом состоянии, чем в основном (справа), то они усиливают поле, передавая ему возбуждения. В такой ситуации населённости уровней описываются распределением Больцмана с отрицательной температурой

В лазерах с быстрой прокачкой достигаются более высокие мощности излучения (>1 кВт). По направлению газового потока относительно электродов газоразрядной камеры и зеркал резонатора различают лазеры с продольной прокачкой Латус-31 , ИЛГН-707, VFA-500-5000, RS-1200-5000 и лазеры с поперечной прокачкой мод. 971, 973, 820, ЛГТ-2.01, ЛГТ-2.02, Плугон-1 (ЛН-12НО), ТЛ-1,5, ТЛ-5М, ТЛ-7,5 и др. Возбуждение, т.е. накачка рабочей газовой смеси, осуществляется разрядом постоянного тока (лазеры ЛН-1,2НО, ТЛ-5М, мод. 973, RS-1000 и др.) высокочастотным разрядом- (лазеры VFA-1200 VFA-2500) [c.436]

Камертонный фильтр (рис. 19, б) представляет собой сдвоенный камертонный резонатор К, ножки которого находятся нод воздействием магнитных полей постоянного магнита и катунжи 11 с сердечником. Если к одной из обмоток возбуждения (например, Ы) подключить источник переменного тока, магнитный поток будет изменяться с частотой возбуждающего тока, что вызовет колебание ножек камертона. Так как оба камертона фильтра соединены перемычкой, то благодаря существующей между их ножками упругой связи колебания ножек одной стороны вызывают соответствующие колебания нол<ек другой сторо 1Ы, которые будут изменять магнитный ноток в сердечнике катушки 12, в результате чего в ней возникает э. д. с. с частотой колебания ножек камертона. Амплитуда колебаний камертона и э. д. с. выходной катушки имеют максимальное значе-нне, когда частота возбуждающего сигнала совпадает [c.39]

Часто бывает необходимо возбуждать ультразвуковые колебания в жидкостях поэтому уместно поставить вопрос о том, могут ли описанные выше излучатели—свисток Гальтона и газоструйный излучатель—применяться не в воздухе, а в жидкостях. Для газоструйного излучателя ответ на этот вопрос, к сожалению, отрицателен, ибо невозможно пропускать жидкость со сверхзвуковой скоростью, т, е. со скоростью выше 1500 м/сек. Свисток Гальтона, напротив, может, по крайней мере на низких частотах, работать и в жидкостях, однако к. п. д. его при этом очень мал на более высоких частотах свисток совсем не может работать. Причина заключается в том, что лежащий в основе работы свистка в воздухе принцип возбуждения колебаний в полом объемном резонаторе нельзя без всяких изменений перенести на свисток, работающий в жидкости. Для получения в резонаторе мощной стоячей волны, которая в свою очередь модулировала бы продуваемый через свисток поток, необходимо, чтобы звуковые волны полностью отражались от стенок резонатора. Но коэффициент отражения зависит от отношения волновых сопротивлений среды, заполняющей резонатор, и металла, из которого он изготовлен (см. гл. I, [c.34]

Помимо электрич. разряда в мол. Г. л. для возбуждения генерации используются др. методы. В газе, нагретом до высокой темп-ры, при быстром охлаждении, напр, во время истечения газа из сверхзвук, сопла, колебат. уровни могут оказаться возбуждёнными. Большие выходные мошности ( 100 кВт) в непрерывном режиме обусловлены тем, что сверхзвук, поток газа проносит через резонатор огромное число возбуждённых молекул (см. Газодинамический лазер). В процессе многих хим. реакций выделяется значит. энергия, в результате чего образуются возбуждённые атомы, радикалы и молекулы. При этом в ряде случаев возникает инверсия населённостей (см. Химические лазеры). [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...