Проблема ширины линий

Проблема ширины линий [c.187]

В ионных лазерах проблема шумов, связанных с модами, менее серьезна (несмотря даже на то, что в них ширина допплеровских линий в 3—5 раз превышает ширину линий гелий-неоновых лазеров, работающих в видимой области спектра ), поскольку благодаря большому усилению в ионных лазерах сильно облегчается применение внутри резонаторов дополнительных эталонов Фабри — Перо для подавления нежелательных частот. [c.472]

Постановка задачи. Известно (см., напр., [182]), что при создании эхо-процессоров достаточно жёсткие требования накладываются на временной интервал между первыми двумя импульсами и на их длительность, которые должны быть короче времени поперечной необратимой релаксации Т2. Дело доходит до того, что при временном кодировании информации и использовании эшелонов кодированных сигналов этот временной интервал делается нулевым [173]. Очень важно удлинить время релаксации Т2, которое напрямую связано с обратной однородной шириной спектральной линии. В результате, перед исследователем возникает проблема сужения однородной ширины линии. Сузить однородную ширину спектральной линии означает улучшить работу эхо-процессора, что, по существу, равноценно решению проблемы снижения температуры носителя информации. [c.177]

Заметим, что решение проблемы сужения однородной ширины линий в оптике важно не только с позиций оптимального функционирования оптических эхо-процессоров, но и с позиций фемтосекундной эхо-спектроскопии примесных кристаллов. Дело в том, что активное использование в спектроскопии фемтосекундных импульсов с длительностью 5-6 фс [200] позволяет в настоящее время проводить эксперименты по фотонному эхо на твердотельных образцах, находящихся при комнатной температуре. В этих условиях спектральные линии оптических переходов характеризуются однородной шириной, существенно превосходящей неоднородную ширину, что, в свою очередь, создаёт трудности для наблюдения на таких образцах фотонного эха. [c.180]

Они основаны иа полном квантовом описании светового поля и атомов с помощью уравнения Шредингера или эквивалентных ему уравнений, в частности уравнения Гейзенберга. Эти уравнения позволяют рассмотреть следующие вопросы (среди других) ширину линии лазерной генерации, флуктуации фазы, амплитуды и интенсивности лазерного излучения (шумы), когерентность, статистику фотонов и все проблемы, указанные в п. 1 и 2. [c.34]

В гл. 1 и 2 были представлены общие методы описания электромагнитного поля излучения и его взаимодействия с веществом. В 3.1 мы применим эти методы к различным многофотонным процессам, таким, как многофотонное поглощение (разд. 3.13), генерация суммарных и разностных частот (разд. 3.14), параметрическое усиление (разд. 3.15) и вынужденное комбинационное рассеяние (разд. 3.16). На языке классического и полуклассического описания эти процессы называются нелинейными (ср. 2.3). Важными характеристиками этих процессов являются скорости переходов между состояниями атомных систем под влиянием излучения, скорости генерации фотонов, эффективные сечения, ширины линий и дисперсионные кривые. Все эти свойства могут быть непосредственно сопоставлены с экспериментальными данными. При этом возникает задача установления функциональной зависимости указанных величин от параметров взаимодействия, от констант атомной и электромагнитной систем и от заданных условий эксперимента. С другой стороны, должны быть сделаны количественные оценки порядков величин. На этой основе в дальнейшем можно будет провести анализ характерных для тех или иных процессов пространственно-временных явлений, таких, например, как усиление или поглощение электромагнитного излучения, инверсия населенностей атомных состояний и др. В 3.1 остаются вне рассмотрения особые проблемы, связанные с нестационарными процессами и взаимным влиянием свойств когерентности и нелинейных процессов. Они трактуются с единой точки зрения в 3.2 и 3.3. При этом в зависимости от поставленной задачи и от требуемой примени- [c.266]

Проблемы, связанные с естественной шириной линии, были исследованы на основании последовательной кван- [c.270]

Импульсные методы обычно применяются в случае сильных сигналов ядерного резонанса,.когда не нужно уделять большого внимания проблеме отношения сигнал —шум. Поскольку при помош,и этих методов можно создать поперечную ядерную намагниченность, сравнимую с постоянной намагниченностью Л/о, на первый взгляд может показаться, что по крайней мере для широких резонансных линий можно получить лучшее отношение сигнал —шум, чем в методах непрерывного воздействия. В действительности же это не так, в чем можно убедиться с помощью следующего рассуждения длительность сигналов, имеющая порядок (уАЯ)" , в случае большой ширины линии получается весьма малой, и необходимость применения широкополосных усилителей для их наблюдения приводит к значительному увеличению шумов последнее сводит на нет преимущество большой поперечной намагниченности. [c.92]

Современные оптические системы проекционной литографии в идеальных условиях обеспечивают субмикронное разрешение. Однако при производстве ИС практический предел разрешения составляет примерно 1,5 мкм. Этот факт обусловлен, главным образом, проблемой управления процессом. Неизбежные изменения параметров процесса дают либо неприемлемые отклонения ширины линий на резисте от номинальных, либо приводят к возникновению неразрешенных деталей, т. е. исчезновению линий или интервалов между деталями. [c.327]

Однако ширина спектральной линии каждой индивидуальной гармоники лазера может быть значительно меньше естественной ширины линии лазера. А малая ширина спектральной линии, как мы уже знаем, говорит о высокой частотной когерентности. В связи с этим возникает проблема получения лазерного пучка, содержащего только одну из многочисленных гармоник. Многие лазеры излучают одновременно несколько гармоник. Существуют и другие лазеры, у которых происходит постоянное перескакивание с режима излучения одной гармоники на режим излучения другой. Очевидно, что оба эти явления ухудшают когерентность лазерного света. Чтобы уменьшить скачки режима работы лазера, обычно применяют высококачественный механический стабилизатор. Температурные колебания приводят к тому, что меняется расстояние между зеркалами, в результате чего изменяется частота излучаемого света (то есть вместо одной гармоники лазер начинает излучать другую). Однако, если использовать хорошие механические и тепловые стабилизаторы, можно добиться такого режима работы лазера, при котором он будет излучать только одну гармонику, что, как известно, соответствует высокой частотной когерентности лазерного света. [c.56]

Серьезная проблема оптических генераторов та, что они генерируют целый ряд видов колебаний, частоты которых разделены разностью между резонансными частотами резонатора. Типовое разделение составляет 1,7 ГГц. Для использования когерентного детектирования генератор непрерывного действия и квантовый усилитель должны работать в режиме единственного вида колебаний. Необходимо, чтобы ширина линии была меньше 10 МГц. [c.197]

Основная проблема при измерении длины волны та же самая, что и при измерении любой длины точность отметки. Чтобы определить длину волны, пользуются эталоном (обычно нелинейным)— стабильным и воспроизводимым источником излучения. По шкале, калиброванной при помощи эталона, измеряют длину волны неизвестного излучения. Точность такого метода определяется погрешностью, с которой можно зафиксировать центры масштабных меток эталона и следов неизвестного излучения. Чем уже эти следы, тем выше точность измерения. Ширина же следа представляет собой свертку аппаратных функций источника, измерительного прибора и приемника. В отличие от рентгеновской или дальней инфракрасной области возможности измерения длины волны в оптическом диапазоне обычно не ограничиваются разрешающей способностью фотоприемника. Можно сконструировать оптическую систему с достаточно высокой дисперсией, чтобы полностью использовать разрешающую способность оптики. Обычные спектрографические фотопластинки и фотоумножители не вносят заметного уширения в линию. [c.321]

Используя формулы (12а), (126), можно показать, что поправка на влияние стенок для коэффициента Сц мала, если ис ходить из скорости на свободной линии тока, но она очень велика, если исходить из скорости вверх по течению. Так, она составляет 30%, если (двумерный) туннель имеет ширину в 100 диаметров. В случае свободной струи эта поправка мала, и рассмотренная выше проблема не возникает. [c.84]

Несимметричный случай проблема параметров. В несимметричном случае задача определения параметров сильно усложняется. Если препятствие имеет острый угол, то во избежание бесконечных скоростей точка разветвления должна находиться в его вершине. Теория, изложенная в п. 1—4, применима также и здесь, с д-нако задача переопределена, как и в случае клина (гл. II, п. 4). .Существуют только четыре свободных параметра, которые должны удовлетворить пяти условиям, а именно условиям отрыва потока от препятствия и получения определенных ширины набегающей струи, ее направления и расстояния ОТ вершины препятствия до средней линии струи. [c.178]

К числу несомненных достижений этого относительно нового и еще редко применяемого метода когерентной спектроскопии относится принципиальное решение с его помощью проблемы дискриминации близких и слившихся спектральных линий, соответствующих физически различным оптическим резонансам, которые не поддаются разрешению на основе критерия Рэлея. В благоприятных ситуациях в когерентной активной спектроскопии могут быть разрешены даже оптические резонансы, имеющие одинаковые частоты и формы спектральных линий (но различающиеся, например, шириной и (или) поляризационными характеристиками). [c.261]

ГРАДУИРОВКА МОНОХРОМАТОРОВ. Градуировку монохроматоров по длинам волн надо проводить регулярно, особенно для тех монохроматоров, где градуировку" осуществляют с помощью электроники, а не путем прямого механического соединения. Для градуировки применяют ртутные пальчиковые лампы. Ртутную лампу низкого давления изготавливают в форме цилиндра диаметром 5 мм. Такие лампы хорошо входят в кюветное отделение. Для того, чтобы стационарно установить лампу, используют метал-лИ ческий блок, в который плотно входит лампа. Этот держатель имеет те же размеры, что и кювета. На одной из его сторон есть диафрагма, которая позволяет ограничивать световой поток, попадающий в монохроматор испускания. Для того чтобы повысить точность определения длины волны и уменьшить интенсивность света, устанавливают небольшую ширину щели. Важно ослабить световой поток, чтобы не повредить фотоумножитель и/или усилитель. После выполнения указанных предосторожностей устанавливают наиболее сильные ртутные линии, используя монохроматор испускания. Измеренные длины волн сравнивают с известными величинами, которые приведены в табл. 2.1. Если наблюдаемые значения отличаются от табличных на постоянную величину, градуируют монохроматор еще раз до получения совпадения. Более серьезные проблемы возникают, если шкала длин волн нелинейна, т. е. измеренные длины воли отличаются от приведенных в таблице на величину, которая зависит от длины волны. В этом случае монохроматор обычно возвращают изготовителю для переделки. [c.42]

Проблемы ширины линии релеевского рассеяния в газе с квантовомеханической точки зрения детально рассмотрел Собельман [304], который показал, что и квантовая теория приводит к результатам, совпадающим с классическими для релеевского рассеяния. [c.241]

Здесь Тс — время жизни фотона в резонаторе (время релаксации квадрата амплитуды электрического поля). Из указанного выше второго свойства оптического резонатора следует, как мы увидим в дальнейшем, что в оптическом резонаторе резонансные частоты расположены очень близко друг к другу. Действительно, в соответствии с выражением (2.14) число мод резонатора N, расположенных в пределах полосы лазерной линии шириной Avo, равно N = Snv KAvo/ = 8я(КД ) (Л> оА), где Л>.о = = K .vol — ширина лазерной линии, выраженная в единицах длины волны. Из приведенного выражения видно, что N пропорционально отношению объема резонатора V к кубу длины волны. Так, например, если v=5-I0 Гц (частота, соответ-ствуюш,ая середине видимого диапазона), V=I см и Avo = 1,7-10 Гц [доплеровская ширина линии Ne на длине волны 0,6328 мкм см. выражение (2.81)], то число мод Л 4-10 . Если бы резонатор был закрытым, то все моды имели бы одинаковые потери и такой резонатор в случае его применения в лазере приводил бы к генерации очень большого числа мод. При этом лазер излучал бы в широком спектральном диапазоне и во всех направлениях, что является весьма нежелательным. Эта проблема может быть решена с помош,ью открытого резонатора. В таком резонаторе лишь очень немногие моды, соответствуюш,ие суперпозиции распространяюш,ихся почти параллельно оси резонатора волн, будут иметь достаточно низкие потери, чтобы стала возможной генерация. Все остальные моды резонатора соответствуют волнам, которые почти полностью затухают после одного прохождения через резонатор. Это главная причина, почему в лазерах применяется открытый резонатор Хотя отсутствие боковых поверхностей означает, что может возбуждаться лишь очень небольшое число мод, все же число генерируемых мод, как мы покажем ниже, может быть значительно больше, чем одна. [c.161]

В то же время из выражения (2,116) находим, что (при Av = 0) 1/стт(0)Avq. На частотах УФ- и ВУФ-диапазонов при умеренных давлениях можно считать, что ширина линии Avo определяется доплеровским уширением. Следовательно [см, (2,78)], Avo Vo, поэтому dPno /dV увеличивается как (если положить Vp л Vo). При более высоких частотах, соответствующих рентгеновскому диапазону, ширина линии определяется естественным уширением, так как излучательное время жизни становится очень коротким (порядка фемтосекунд). В этом случае Avo Vq и dP JdV увеличивается как v . Таким образом, если мы, к примеру, перейдем из зеленой области (Х = 500 нм) всего лишь в мягкий рентген (X л 10 нм), то длина волны уменьшится в 50 раз, а dP op dV увеличится на несколько порядков С практической точки зрения заметим, что многослойные диэлектрические зеркала в рентгеновской области обладают большими потерями и трудны в изготовлении. Основная проблема состоит в том, что в этом диапазоне разница в показателях преломления различных материалов оказывается очень малой. Поэтому для получения приемлемых коэффициентов отражения необходимо использовать большое число (сотни) диэлектрических слоев, а рассеяние света на столь большом числе поверхностей раздела приводит к очень большим потерям. Поэтому до сих пор рентгеновские лазеры работают без зеркал в режиме УСИ (усиленное спонтанное излучение), [c.434]

Ещё один способ улучшения эффективности работы оптического эхо-процессора состоит в удлинении времени фазовой релаксации Тг. Нередко временной интервал между первыми двумя импульсами оказывается недостаточным для размещения в нём закодированной последовательности объектных сигналов. Дело доходит до того, что эти временные интервалы делаются нулевыми [173]. Зачастую бывает важно удлинить время фазовой релаксации Тг, которое напрямую связано с обратной однородной шириной спектральной линии. В таких критических ситуациях применяют процедуру сужения однородной ширины линии. Сузить однородную ширину спектральной линии означает улучшить работу эхо-процессора, что, по существу, равноценно решению проблемы снижения температуры носителя информации. Один из режимов сужения дипольно-уширенных линий основан на применении многоимпульсных оптических последовательностей (типа WAHUHA). В оптике этот режим был впервые теоретически исследован в работах [195, 196] и экспериментально реализован авторами работы [197. Физические принципы этого и других режимов сужения однородноуширенных линий изложены нами в этой главе и, в частности, нами высказывается идея использования таких многоимпульсных сужающих последовательностей в качестве битов информации, названных холодными битами . Целесообразно отметить, что ещё в 1980 году Р. Мак-фарлайном с коллегами [201] был освоен в оптике радиочастотный режим подавления дипольной ширины спектральной линии на примере кристалла ЕаЕз Рг +. Его реализация вызывала развязку дипольного взаимодействия сначала ядер фтора между собой, а затем — дипольного взаимодействия ядер фтора с ядрами празеодима. Флуктуации поля этих взаимодействия приводили к спектральной диффузии, а их подавление вызывало удлинение времени фазовой релаксации пример- [c.187]

Экспериментальная проблема достижения малых ширин линий заключается в том, чтобы прежде всего создать возможно более узкие резонансные линии (ср. п. 3.125), а затем с помощью высокоэффективной сервоэлектроники стабилизировать длину резонатора — параметр, определяющий его частоту. Для создания узких резонансных линий следует стремиться по возможности исключить [(В1. 11-1)] влияние движения частиц и других механизмов уширения линий в активной среде или [c.27]

В таких случаях стремятся решить основополагающие уравнения движения (В2.14-1) и (В2.15-9) при помощи методов, не основанных на теории возмущений. Важным примером таких методов служит теория естественной ширины линии Вигнера и Вайскопфа [3.11-1] (см. п. 3.112) в этой теории система дифференциальных уравнений, вытекающая из основополагающих уравнений, приближенно заменяется более простой системой последняя приспособлена к конкретной проблеме и может быть решена с помощью применения преобразования Лапласа для больших времен. В других конкретных проблемах также удается получить из фундаментальных уравнений квантовой теории такие [c.480]

Физические идеи трактовки этого эффекта принадлежат Блодчбергену, Парселлу и Паунду [9]. Их результаты существенно отличны от результатов теории ширины линий оптического спектра, в которой интенсивные столкновения между атомами (например, имеющие место при разрядах в газах), характеризуемые малыми временами т, ведут к уширению линий. В проблемах, связанных со спином ядра, столкновения мало существенны. В большинстве оптических проблем столкновения атомов столь интенсивны, что фаза колебаний оказывается полностью нарушенной. В ядерном резонансе фаза при столкновениях может изменяться очень плавно, хотя частота при этом может изменяться скачком от одного значения до другого близлежащего. [c.606]

Представим себе теперь, что положение ядра зафиксировано. Пусть, например, ядро находится в кристаллической решетке. Можно было бы предположить, что импульс отдачи уносится всей решеткой и поэтому энергия отдачи пренебрежимо мала. Однако с физической точки зрения это вовсе не очевидно. Например, если переход происходит очень быстро, то импульс отдачи будет унесен ядром прежде, чем оно успеет сместиться и провзаимодействовать с сосеяними ядрами. С другой стороны, если переход происходит очень медленно, то взаимодействие с соседними ядрами не позволит излучающему ядру сместиться, и импульс отдачи будет передан всему кристаллу. Как и при обсуждении принципа Франка — Кондона (см. п. 6 5 гл. П1), проблема оказывается связанной со скоростью перехода, для определения которой необходимо полное решение задачи. Можно было бы наивно предположить,, что скорость перехода определяется временем жизни состояния, т. е. шириной линии излучения. Однако обсуждение, проведенное в п. 6 5 гл. 1П, подсказывает, что это неправильно. [c.476]

Шухов занялся всей технико-экономической проблемой водного транспорта жидких нефтепродуктов и доказал выгодность их перевозки в металлических судах. Задавшись целью создать более совершенные несамоходные суда, Шухов прежде всего проанализировал недостатки прежних конструкций. В то время как первые пароходы общества По Волге по конструктивной форме корпуса приближались к наиболее совершенным волжским судам-расшивам, мнущим под себя воду, конструкция непаровых барж была заимствована инженерами Общества у морских судов и характеризовалась тупыми линиями и острыми образованиями носа и кормы по типу режущих воду судов. Удобные для морского плавания в водах, не имеющих течения, они были мало приспособлены к условиям реки с постоянным и. что особенно важно, неровным р,в лжением вор,ь , состояш,им из множества струй, идущих по ширине фарватера с разной скоростью. Врезаясь острым носовым пыжом в такое течение и испытывая в различных местах разную силу напора, баржа не могла идти ровно за пароходом и неизбежно рыскала , т. е. отклонялась от прямого пути, двигаясь зигзагами. Это сильно затрудняло управление и саму буксировку судна, вызывая значительный процент аварий. [c.128]

Первые идеи лазерного охлаждения (и пленения) атомов возникли независимо в нескольких группах исследователей, занимавшихся проблемами нелинейной лазерной спектроскопии и созданием прецизионных стандартов частоты [1]. Многие недоумевали, как лазер, обладающий столь высокой яркостной температурой, способен не нагревать, а охлаждать вещество. Идею механического действия лазерного излучения на свободные атомы можно понять следующим образом. Доля медленных атомов в максвелловском распределении атомов по скоростям в пучке очень мала. Больше всего атомов со среднетепловой скоростью. Допустим, мы настроимся лазером в резонанс с этими атомами и направим фотонный пучок навстречу атомному пучку. Тогда, если частоту лазерной волны отстроить в красную сторону от центра атомного резонанса на величину полуширины доплеровской линии, то группа атомов вблизи резонансной скорости ку — — 1Улгз) < Г, где 2Г — однородная ширина атомного перехода, г лаз — частота лазера, г доп — частота центра доплеровски-уширенного перехода, V — скорость атомов) будет испытывать трение в потоке встречных фотонов, их скорость будет уменьшаться. При этом, очевидно, условие резонанса не будет нарушаться, если частоту поля повышать так, чтобы отстройка частоты отслеживала изменение доплеровского сдвига этой группы атомов, испытывающей действие силы светового трения [2. С энергетической точки зрения атомы поглощают низкоэнергетические фотоны, а затем, в среднем, изотропно излучают фотоны так, что испущенный свет уже не имеет доплеровского сдвига и, как следствие, большей частоты. Эта разница в энергиях фотонов представляет собой то количество теплоты, которое отбирается у атомов. [c.8]

В щелевых головках второго типа (коллекторных) расплав подводится к формующей щели 1 при помощи специальной трубы (коллектора 2 радиусом Я), расположенной параллельно фронту щели. Коллектор соединен с адаптером 3 одним концом или серединой. Коллекторную головку с центральным питанием можно рассматривать как две головки с половинной шириной щели. Явление выпучивания стенок формующего канала в данном типе менее существенно вследствие большей общей жесткости конструкции и с помощью соответствующего конструктивного приема (показанного ниже) может быть практически устранено. Однако головки этого типа, в отличие от предшествующего, имеют потенциально возможные зоны застоя расплава ( мертвые зоны ) в концевых участках коллектора, и поэтому переработка на них термочувствительных материалов (например, непластифицированного ПВХ) нежелательна. Поскольку канал таких головок претерпевает сильную трансформацию конфигурации от круглого на входе до плоского на выходе, имеющего весьма большую ширину W и очень малую по сравнению с последней высоту Я, элементарные частицы расплава, подошедшие к формующему каналу в различных местах, проходят перед этим различные пути (линии их тока имеют различную длину). Гидравлическое сопротивление канала головки для каждой линии тока поэтому различно и, следовательно, выходящий из различных точек по ширине формующего канала экструдат имеет различный расход, что приводит к выше рассмотренным недопустимым явлениям. Так, совершенно очевидно, что для представленных на рис. XI.8 и XI.9 конструкций расплав, выходящий из середины щели (для коллекторной головки это положение справедливо при центральном питании коллектора), имеет минимальную длину линий тока и максимальный расход, расплав в концах щели — максимальную длину и минимальный расход. Основной проблемой при конструировании плоскощелевых головок является уменьшение неравномерности потока по ширине головки или обеспечение требуемого параметра однородности экструзии и/, определяющегося отношением [c.373]

Ширина полосы пропускания связана со скоростью передачи информации. Потери (затухание) определяют расстояние, на которое может передаваться сигнал. По мере того как сигнал перемеш ается по передаюш ей линии, будь это медный кабель или оптическое волокно, его амплитуда уменьшается. Это уменьшение амплитуды называется затуханием. В медном кабеле затухание увеличивается с ростом частоты модуляции. Чем больше частота сигнала, тем больше потери. Напротив, в оптическом кабеле затухание не зависит частоты и остается постоянным в определенном диапазоне частот, вплоть до очень высоких, и как правило, неиспользуемых частот. Таким образом, проблема затухания более характерна для медного кабеля, особенно при увеличении объема передаваемой информации. [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...