Вынужденное излучение связь с коэффициентом поглощения

Указанное свойство вынужденного испускания существенно для понимания связи между коэффициентом поглощения и введенными выше вероятностями поглощения и испускания. Исследование абсорбции света в каком-либо веществе состоит в сравнении интенсивности света, прошедшего вещество, с интенсивностью падающего на него излучения. Если в веществе находятся возбужденные атомы, то кроме переходов, связанных с поглощением фотонов, будут происходить и вынужденные переходы. Как было сказано, вынужденно испущенные фотоны неотличимы от фотонов падающего света, т. е. вынужденные переходы частично компенсируют убыль фотонов в прошедшем пучке, обусловленную поглощательными переходами. [c.739]

Если энергетические уровни частицы не вырождены, то, как это следует из теории Эйнштейна, = т. е. коэффициент вынужденного излучения, соответствующий переходу с уровня т на уровень п, оказывается численно равным коэффициенту поглощения, определяемому переходом частицы с уровня п на уровень т. В общем случае коэффициенты и связаны следующим соотношением [c.7]

Установим теперь связь коэффициентов Эйнштейна для поглощения и вынужденного излучения с макроскопическими измеряемыми величинами. Для этой цели рассмотрим представленную на рис. 1.3 схему экспериментальной установки, с помощью которой измеряется поглощение (или усиление) монохроматического света частоты соь с плотностью потока фотонов 1ь. (Для бегущей волны плотность потока фотонов равна числу фотонов, проходящих в единицу времени через единицу площади освещаемой поверхности, перпендикулярной направлению [c.19]

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]

Впервые такой генератор вынужденного излучения, работающий по четырехуровневой схеме на длине волны. Я=1760 А, был созда-н в жидком ксеноне [280, 282, 284]. Жидкий ксенон при од шаковой степени чистоты обладает меньшим коэффициентом поглощения, чем твердый ксенон. Кроме того, в нем не наблюдается посторонних полос люминесценции в связи с дефектами структуры. На рис. 1.54 показана схема эксперимента. [c.71]

Умножая скорость поглощения на (1 — е-лу/ьт) ддд хого, чтобы учесть вынужденное испускание (см. 4 гл. II), приравнивая полученное выражение скорости испускания и подставляя плотность излучения 1/ по формуле Планка, а число атомов — по формуле Больцмана, получим связь коэффициентов Эйнштейна [c.250]

Длительность линейного этапа в существенной мере зависит от величины параметра р, а также от коэффициента поглощения фильтра в непросветленном состоянии Уменьшение р при неизменных параметрах активной среды связано с уменьшением сечения вынужденных переходов в фильтре Оа. Согласно (3.7.8) уменьшение приводит к увеличению 5пор- Таким образом, при уменьшении параметра р требуется более высокая плотность излучения для просветления фильтра и, как следствие, более длительный этап линейного развития генерации. На рис. 3.43 приведены экспериментальные кривые [6], демонстрирующие развитие гигантского импульса в рубиновом лазере при использовании двух различных фильтров 1 — фильтр на основе раствора фталоцианина хлористого галлия в хлорбензоле (р — = 1,6-10 ), 2 —фильтр на основе раствора фталоцианина хлористого алюминия в этаноле (р = 0,8-10 ). В первом случае длительность этапа линейного развития генерация равна Ю НС, во втором случае 1,5-10 не. [c.368]

Вынужденное излучение представляет собой одно из наиболее интересных явлений, которые могут возникать при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. Это явление заключается в том, что фотон взаимодействует с электроном и, прежде чем поглотиться, индуцирует излучение идентичного фотона. Лазерный эффект получается при обеспечении обратной связи, т. е. возвращения части этого излучения в лазер. Теория лазера любого типа может быть развита из соотношений Эйнштейна [1] для скоростей переходов при поглощении и при вынужденном и спонтанном излучении. Однако характер вынужденного излучения в полупроводниках отличается от характера вынужденного излучения в газовых лазйрах или в других твердотельных лазерах, что приводит к некоторому отличию в терминологии. В полупроводниках оптические переходы происходят между распределенными совокупностями энергетических уровней в зонах, в то время как в других лазерах переходы происходят обычно между дискретными энергетическими уровнями. Кроме того, в инжекционном лазере электроны тока накачки преобразуются с высокой квантовой эффективностью непосредственно в фотоны В этой главе выводятся выражения, необходимые для вычисления коэффициента усиления в полупроводнике, а затем находятся и обсуждаются соотношения между коэффициентом усиления, потерями и плотностью порогового тока. [c.132]

В следующем параграфе мы сначала выведем выражение для спектральной плотности удельной энергии фотонов излучения абсолютно черного тела, которое затем используем для получения соотношений Эйнштейна [1]. Эти соотношения показывают, что вероятности поглощения и вынужденного излучения равны друг другу и связаны с вероятностью спонтанного излучения. Соотношения Эйнштейна приводят к необходимому условию вынужденного излучения, полученному Бернаром и Дюрафуром [2] это условие требует, чтобы расстояние между квазиуровпямн Ферми превышало энергию излучаемого фoтoнaJ Из соотношений Эйнштейна мы получим выражения для коэффициента поглощения, скорости спонтанного излучения и суммарной скорости вынужденного излучения. Кроме того, мы выведем соотношения между коэффициентом поглощения и ско- [c.132]

Коэффициент поглощения можио связать со скоростью вынужденного излучения Гвынужд( 21 ). Соотношеиие (3.2.26) позволяет переписать выражение (3.2.35) в виде [c.143]

На большое поглощение на свободных носителях указывает трудность достижения вынужденного излучения в непрямозонных полупроводниках. В них коэффициент поглощения при энергии вблизи Eg обычно порядка 10 см . Поскольку g[E) связано с ( ), ожидаемые значения коэффициента усиления малы. Думке [12] отметил, что св. нос будет превышать макс в Ge и Si. Однако каждый полупроводник должен рассматриваться в отдельности, чтобы выяснить, может ли макс превосходить [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...