Мощность индуцированного излучения

Мгновенная мощность индуцированного излучения совокупности атомов равна [c.161]

Отсюда следует, что мощность индуцированного излучения линейно зависит от плотности числа фотонов или интенсивности падающего излучения. Такое заключение, однако, спра- [c.161]

Теорию-ЛСЭ можно построить методами классической электродинамики, не используя квантовомеханических представлений вообще. По этой причине соответствующие системы (электронные пучки в макроскопических полях различных конфигураций) являются, вообще говоря, классическими системами. Вместе с этим квантовомеханическое описание индуцированных процессов в таких системах обладает большей наглядностью и простотой по сравнению с описанием их на языке классической. электродинамики. Поэтому конкретные расчеты некоторых типов ЛСЭ мы проведем, используя как методы квантовой механики, так и методы классической теории, даже несмотря на то, что в конечные формулы, описывающие мощность индуцированного излучения таких систем, полученные методом квантовой теории, постоянная Планка Й не входит вообще (она выпадает в процессе вычислений). 1 . [c.163]

В квантовой теории мощность индуцированного излучения электрона, взаимодействующего с полем заданной поляризации (но с произвольным спектром и неизотропным), определяется следующим образом [c.164]

В классической теории мощность индуцированного излучения ансамбля электронов можно найти, вычислив работу электромагнитного поля излучения над электронами. Задача ставится следующим образом. [c.175]

Этой формулой описывается также мощность индуцированного излучения электрона, движущегося в спиральном ондуляторе бесконечной длины. В частности, для мощности индуцированного излучения на частоте, близкой к [c.193]

Мощность индуцированного излучения электронов, движущихся в ондуляторах конечной длины, можно получить [c.193]

Следовательно, ограничена и максимально возможная вели-нина мощности индуцированного излучения. Уравнение [c.196]

Итак, физическая причина эффекта насыщения состоит в том, что при больших интенсивностях поля излучения быстро устанавливается новая величина разности населенностей, зависящая От интенсивности поля. В результате резонансного взаимодействия данной системы с полем излучения возникает так называемое явление насыщения квантового перехода — установление определенной населенности уровней под действием интенсивного внешнего сигнала. Мощность индуцированного излучения, зависящая от Л -(0. уже не будет связана линейной зависимостью с интенсивностью падающего поля излучения. [c.197]

Итак, задача переформулируется следующим образом. Нужно найти мощность индуцированного излучения электро на, движущегося одновременно в поле сильной волны и в поле относительно слабого излучения с произвольным спектром. Взаимодействие электрона с сильной волной учтем точно в самих решениях уравнения Дирака возмущением в данном случае является квантованное поле фотонов слабой волны. Эффект возникает благодаря процессу вынужденного комптоновского рассеяния его- эффективность возрастает пропорционально росту,интенсивностей сильной волны и слабого излучения. [c.201]

Мощность индуцированного излучения [c.204]

Мощность индуцированного излучения электрона, движущегося в поле сильной волны, теперь можно определить, как и в 11 (формула (11.1)), где под вероятностями переходов следует понимать вероятность вынужденных переходов электрона в поле сильной волны под действием слабого излучения. Матричные элементы вычисляются по функциям (15.9). Будем считать для определенности, что [c.204]

Выражение для мощности индуцированного излучения в этом случае имеет вид [c.209]

Поскольку g прямо пропорциональна мощности дозы излучения R, то величина радиационно-индуцированного тока также прямо пропорциональна R. [c.313]

Повышение мощности излучения. Для повышения мощности излучения необходимо увеличить число атомов, участвующих в усилении светового потока в резонаторе лазера за счет индуцированного излучения, и уменьшить длительность импульса. [c.314]

Индуцированное излучение преобразуется в резонаторе в световые лучи, часть из которых выходит через систему зеркал из трубы, образуя излучение с полезной выходной мощностью. Оставшаяся часть лучей отражается в трубку, обеспечивая обратную связь, необходимую для механизма лазера. [c.114]

Но при большой мощности светового потока в соответствии с законом индуцированного излучения появляется вероятность излучить квант, совпадающий с уже имеющимися квантами, т. е. возможны процессы [c.110]

Поскольку квантовый усилитель используется как прибор для получения увеличенной мощности когерентного излучения, при подсчете полного баланса энергии следует учитывать только вынужденное излучение и поглощение. Очевидно, рассмотренная двухуровневая система будет работать как квантовый усилитель электромагнитного излучения, если Л 1>Л о. Но в квантовомеханических системах, находящихся в естественных условиях, реализуется состояние термодинамического равновесия, в котором Л/ о>Л/1. Система, в которой Мо<М], называется системой с инверсной населенностью энергетических уровней в противоположность случаю нормальной населенности, когда выполняется обратное неравенство. Когерентное усиление электромагнитного излучения можно получить только с помощью систем с инверсной населенностью уровней энергаи. Около 40 лет прошло со времени опубликования работы А. Эйнштейна (1917) об индуцированных переходах, прежде чем была теоретически доказана возможность получения систем с инверсной населенностью и на их основе были созданы лазеры и мазеры. [c.161]

Квантовомеханический расчет мощности индуцированных процессов приводит к вычислению разностей вероятностей излучения и поглощения. Вычисления в этой схеме обладают достаточно большой наглядностью, а характер поведения величины мощности можно просто объяснить, используя квантовомеханические соображения. Ниже мы рассмотрим эффект индуцированного излучения электронов, движущихся в. магнитном поле, методами квантовой теории и затем установим соответствие полученных результатов результатам классической теории. [c.164]

Наблюдение эффекта индуцированного излучения электронов, движущихся в плоской волне, не должно представлять серьезных трудностей, так как мощность излучения [c.209]

В 1990-1992 гг. было экспериментально показано [2], что спектральная мощность фонового микросейсмического излучения в диапазоне частот 1-10 Гц над залежью углеводородов существенно превышает спектральную мощность фонового микросейсмического излучения вне контура залежи углеводородов (спонтанный эффект АНЧАР). Применение внешнего воздействия вызывает вынужденное излучение НГЗ, что приводит к резкому возрастанию спектральной мощности микросейсмического излучения над залежью углеводородов в диапазоне частот 1-10 Гц (индуцированный эффект АНЧАР). [c.349]

До сих пор, рассматривая явления поглощения света, мы пренебрегали индуцированными переходами. В тех же случаях, когда они учитывались, мы прибавляли мощность индуцированного излучения к мощности спонтанного излучения (формула (8) 71). Однако можно рассматривать индуцированное излучение совместно с поглощаемым, т. е. рассматривать его как своего рода отрицательное поглощение. Такая точка зрения оправдывается тем, что при индуцированном излучении фотон испускается в том же направлении, в котором распространялся поглощенный фотон. Тогда для энергии, поглощенной в единицу времени в объеме dldS , мы получим [c.417]

Мощность индуцированного излучения (см. (11.19)) должна падать с ростом V при постоянной спектральной функции 1а (v (O ). Мазерный эффект для о-компоненты электромагнитного излучения на высоких гармониках частоты сос,. как следует из (11.19), возможен практически только в чрезвычайно узкой области частот (мы рассматриваем случай, [c.174]

Заметим, что при Т— "00 вклад от первого слагаемого в правой части формулы (12.16) в равен нулю. Более того это слагаемое обращается в нуль также при усреднении формулы (12.16) по начальным фазам ансамбля электронов (или по фазам поля излучения). Роль этого члена, как выяснили в 1963 г. И. И. Собельман и И. В. Тютин [14], определяется физической постановкой задачи.. Отметим, что квантовомеханические формулы для мощности индуцированного излучения, возникающего при переходах между стационарными состояниями, аналога этого члена не имеют. Соответствие между классической теорией индуцированных процессов и квантовой теорией, в которой используются стационарные состояния, имеется без учета первого члена в правой части формулы (12.17). [c.179]

Исследование индуцированных процессов в рамках линейной теории взаимодействия поля излу-чеия с квантовыми системами справедливо лишь при относительно невысоких интенсивностях излучения. Выше подчеркивалось, что при таком рассмотрении обратное влияние поля излучения на состояние электронов не учитывается, вследствие чего мощность индуцированных процессов оказывается пропорциональной первой степени интенсивности поля излучения, или числу фотонов п. Ясно, что при возрастании интенсивности излучения из линейной теории можно получить лишь оценочные формулы для максимально возможной мощности индуцированного излучения. Выясним, что Происходит при больших интенсивностях поля излучения. Для этого. рассмотрим простейший пример — взаимодействие поля излучения с двухуровневой системой. Изучение этого вопроса можно проводить как на основе кинетических соотношений, так и методами квантовой теории. [c.194]

Выразим /" через коэффициент усиления g (Вф) и коэффициент потерь Ярад Как следует из (10.1.13), мощность индуцированного излучения, генерируемая на единице длины активного вещества, пропорциональна g (бф). Доля, пропорциональная flpa . рассеивается и теряется, в то время как оставшаяся часть пропорциональна g (Сф) — рас и составляет выходное лазерное излучение. Таким образом, [c.286]

При прохождении света через вещество происходит поглощение фотонов атомами и индуцированное излучение фотонов атомами, находящимися в возбужденном состоянии. Для того чтобы мощность светового излучения увеличивалась после прохождения через вещество, в веществе больше половины атомов должны находиться в возбужденном состоянии. Состояния вещества, в которых меньше половины атомов находится в возбужденном са тоянии, называются состояниями с нормальной населенностью энергетических уровней (рис. 307, а). Состояния вещества, в которых больше половины атомов иахо- [c.314]

Для метода оптического возбуждения существенно использование не менее трех энергетических уровнений атома (см. рис. 40.5). Важно также, чтобы уровень был долгоживущим (в трехуровневой системе), а уровни Ез — широкими. В самом деле, при использовании только двух энергетических уровней невозможно создать их стационарную инверсную заселенность за счет оптического возбуждения. Нарастание плотности потока возбуждающего излучения будет увеличивать и число актов поглощения фотонов, и число актов их индуцированного излучения. В результате даже при бесконечной мощности излучения заселенности энергетических уровней станут всего лишь одинаковыми, и их инверсная заселенность не будет достигнута. В том, что разность заселенностей — N2 не может изменить знак, легко убедиться при помощи общего выражения (224.3) для этой величины. [c.791]

К принципиально новому типу источников когерентного света относятся оптические квантовые генераторы (ОКГ), или лазеры, основанные на явлении индуцированного излучения. Принцип действия лазера заключается в том, что состояние равновесия (при котором, как правило, число атомов на основном уровне всегда несколько больше, чем на более высоком энергетическом уровне) нарушается таким образом, чтобы на уровне с большей энергией находилось больше атомов по сравнению с более низким энергетическим уровнем. Такое состояние называется состоянием с отрицательной температурой, так как оно описывается законом Больцмана, а температура имеет отрицательный Зцак при этом наблюдается потеря энергии атомами и увеличение мощности электромагнитной волны. [c.79]

Мы приходим к выводу, что в резонаторе реализуется мазерный эффект — возникает индуцированное излучение на частоте ио22 — Р 2 мощность которого [c.416]

В 1965 году Ю.Т. Мазуренко [63, 64] приложил принципы термодинамики к рассмотрению необратимой генерации индуцированного излучения в лазере. При рассмотрении скорости изменения энтропии системы осцилляторов, взаимодействующих как с неравновесным полем излучения, так и с термическим резервуаром (в качестве последнего принимается сама среда), он использовал локальную формулировку второго начала термодинамики в формулировке И. Пригожина [65. Ю.Т. Мазуренко впоследствии получил неравенство для лазерной эффективности т]1, которая определяется отношением выходной мощности лазера к мощности поглощённой оптической накачки. В 1968 году П. Т. Ландсберг и Д. А. Эванс [66] обобщили этот результат и получили, что [c.39]

Несмотря на большой диапазон применяемых частот и разнообразие изучаемых явлений, некоторые характерные особенности радиоспектроскопии, имеющие важные следствия для теории, выделяют ее как единое целое. Необходимое электромагнитное излучение может создаваться с помощью электронных генераторов, работающих на определенных частотах, которые могут быть измерены с высокой точностью. В противо-подожность инфракрасной, оптической и 7"Спектроскопии, неточность Аг частоты излучения будет, как правило, меньше ширины уровней АЕ 1к (в единицах частоты), между которыми индуцируется переход. Вследствие малости энергии ку каждого фотона и узости частотного интервала Дг, в котором они излучаются, для создания астрономически большого числа фотонов (скажем, 10 ) на единицу частотного интервала достаточны очень малые мощности. Из квантовой теории излучения хорошо известно, что в присутствии такого большого числа фотонов индуцированные излучение и поглощение значительно преобладают над спонтанным излучением, которое в радиоспектроскопии оказывается пренебрежимо малым. Индуцированное излучение или поглощение (в противоположность спонтанному излучению) не требует квантовомеха-нического описания, что значительно упрощает рассмотрение. [c.13]

Как было отмечено в 9. 1.2, двойная гетероструктура локализует оптическое излучение в пределах активного слоя, что связано с различием коэффициентов преломления в нем и окружающих слоях. Ситуация аналогична той, что наблюдается в диэлектрическом волокне. Из предыдущего параграфа ясно, что для снижения плотности тока,. необходимой для создания инверсии населенностей, толщина активного слоя должна быть сделана по возможности малой. Действительно, в численных примерах использовались величины, сравнимые с соответствующими значениями для оптических волокон. Аналогичная ситуация складывается при рассмотрении оптического волокна с сердцевиной малого диаметра, которое пригодно для передачи только низкомодового излучения. Позже вернемся к рассмотрению некоторых свойств таких типов колебаний, а здесь отметим, что часть электромагнитной мощности распространяется снаружи активного слоя. Таким образом, только доля Г, которая остается в пределах активного слоя, может принимать участие в процессах индуцированного излучения и тем самым вносить вклад в оптическое усиление. Параметр Г называется коэффициентом оптического ограничения. Учет этого фактора приводит к необходимости преобразовать условие работы лазера [c.282]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...