Съгласувано радиация и нейните основни свойства
Нормално полихромна светлина, излъчвана от нагрятата-Лами тези, може да се представи като съвкупност от голям брой хармонични-радикално електромагнитни вълни с различни честоти и хаотично, но променливи във времето фази.
Когато разпространение хармонична електромагнитна вълна в пространството, създадено от променливо електрическо поле сила Е и магнитното поле интензивност Н, schiesya промените в пространството и времето хармонично:
Е = £ nsinr27t (с.в.-.x / А) + (PL;
(ZL1) Н = H0 cos2n (VT - X / X) + г].
Тук екв # 0 и - вибрации амплитуда силни Е и Н V - честота на трептене; X = с / V - дължина на вълната; с - скоростта на светлината във вакуум. Ако честота на трептене на V (и X на вълната) не зависи от времето т, вълната се нарича монохроматичен. Реални електромагнитни вълни не са едноцветни.
Не-монохроматичен вълна може да бъде представена като краен сума, ние (или безкраен) брой монохроматични вълни, и по-тесен обхват, в който честотата на монохроматични компоненти са групирани nonmonochromatic дължина на вълната, на същото това BLI в свойства на монохромни вълна.
аргумент на синуса (косинус) в изрази (3.11), наречена фаза синусоида трептенията, определя състоянието на ко-вибрационен процес във времето (точка в пространството х от електромагнитна вълна с начална фаза QB съответствие път на потока на няколко вибрационно-ционни или вълнови процеси наречен съгласуваност. Ако фаза разликата на двете отклонения от електромагнитни вълни е постоянна или не се променя произволно, а подредени според определен закон, тези вълни са съгласувани. Едноцветен в olny винаги съгласуван и взаимно съгласуваност на две nemonohroma-чески вълни означава, че те имат един и същ набор от честоти и разликата между началния стадий, е постоянна във времето.
Генериране на съгласувани радиовълни е била извършена преди появата на лазери, но за да генерира кохерентна светлина беше коларски е възможно само след развитието на лазерни източници на оптични лъчения. Подготовка на кохерентни електромагнитни вълни обсег Opti-агенция, поради тяхната висока честота отново позволява даване на оптичен канал за комуникация е много повече информация, отколкото по радиото. Колкото по-къса дължина на вълната, на малки Ras отклонението може да бъде получена в образуването на тези вълни Па паралелни енергия лъчи, и това е много важно при определяне места и разстоянията до обектите.
Получават се използват конвенционални източници на монохромни небе светлина на достатъчен интензитет не е възможност Nym. За да се създаде мощни източници на кохерентна светлина физика ние се разгледат различни начини за генериране и аналогичен-тек поколение на радиовълни се опитаха да кандидатствате за тази цел електронни лъчи и кухини. Въпреки това, размери отново резонатор да бъдат съизмерими с дължина на вълната, които в този случай е трудно да се реализира. Традиционни радио за повторно nerirovanie трептения, използващи електронни лъчи в определен случай, ДВ, не беше възможно, и получаване на кохерентни електромагнитни вълни в оптичния региона е реализирана с помощта на квантовата електроника (Прилага се сред вписванията - ла зърна изкуство).
Quantum Electronics работи отделните молекули и атоми им генерират използващи резонансни вибрации свойства. Атомите, молекули и кристали F сложни микросистеми, състоящи се от ядра
--------------------- д "и електрони. Енергията на относителното движение
-------------------- е да представлява атом на частиците или MO
_______ молекули, в съответствие със съвременните Фи Phe- възгледи могат да се Єz строго определени стойности на енергия
_____________ нива Єі енергия (фиг. 3.4). Ener система-енергийни нива на енергия
_jL_J атома небе спектър; долен слой с малцинство
д ° минимална енергия єo нарича OS-
Фиг. 3.4. Energetiches - novnym, а останалите - развълнувани,
нива Kie атом енергиен спектър на атом зависи
неговата структура, както и броя на електроните, извиваща дадена енергия по връчване, наречена население (население, Стю), съответстващи енергийно ниво.
Ако един атом, разположен на партерно ниво E0, доклада за енергия, той може да отиде до един от най-развълнувани нива. Обратно, възбуден атом може автоматично (SPON-Тано) преминава в една от долния слой, докато излъчва определено количество енергия като квантов на светлина (тер-тон). Ако радиация се излъчва в преходния атом с RN енергийно ниво за EW, честотата на излъчваната (или абсолютен по талий) фотона
Това са процесите на спонтанни емисии и поставете в горещи тела. нуждите на нагряване на атомите в възбудено състояние, и при прехода към понижаване на състояния, те излъчват фотони светлина. Радиационна на различни атоми възниква независимо и е статистически в природата. Фотоните излъчвани хаотични ски атоми във формата на така наречените вълна влакове, които не са подравнени един с друг във времето, имат различни фази и случаен характер на посоката на разпространение. Ето защо, спонтанна емисия е непоследователен и не-насочено.
Освен спонтанно излъчване на възбудените атоми sushchest-съществува стимулирано излъчване, когато атомите започват да излъчват енергия под влиянието на външни електромагнитни полета. -Set явления стимулирани емисии позволява да се контролира радиация niem атома чрез електромагнитно поле и по този начин да генерира или амплифициране на кохерентна светлина радиация.
За да постигне това на практика, трябва да извършите следва зашеметяващо условия.
1. Необходимо е да се осигури резонанс - честотата на съвпадение па разрешаващи светлина с честота енергиен спектър vmn атом. Преходът от нивото на атома на ниво RN RM ще съответства на прехода между сходни нива на други атоми на същото, в резултат на образуването на съгласуван радиация се извършва.
2. Наред с стимулирано излъчване на светлина атома, разположени най-високо ниво Е ", резонанс възниква ABS schenie енергия атома, разположени на по-ниско ниво. В този случай атом абсорбира светлина квантовата и отива ниво ем, който предотвратява образуването на светлина. За генериране на кохерентна светлина-TION е необходимо, че броят на атомите в горното ниво R е по-голям от броя на атомите в ниско ниво РМ (RN, RM - нива между които има преход). Ин виво по-високо ниво при всяка температура е винаги по-малко частици от по-ниската. За да се възбуди на радиация-последователна cheniya трябва да се вземат специални мерки за двете горните нива на избраните е "уреден" е по-голям от дъното. Такива ко-средства, стоящи по физика се нарича активно състояние или обратен (обръщане) население. Н. G. Басов и AM-Pro хорове три нива предложен метод, който използва помощно-Ing радиация (изпомпване) до получаване нива инверсия населението.
3. В процеса на генериране на радиация част на излъчена светлина енергия трябва през цялото време да остане в рамките на работния веществото, причиняващо стимулирана емисия на нови порции атома, т. Е. Извършване обратна връзка. Това обикновено се прави с помощта на
Светлинен изпомпване на енергия
Фиг. 3.5. поколение Схема на радиация в твърдо състояние лазер
Огледала, съгласно схемата, показана на Фиг. 3.5. Mirror 1 отразява инцидента на енергийната си и е полупрозрачно огледало 2-Ним. Част от енергията, която тече от работното пространство в Rouge (полезна енергия) и отразява енергия се използва за vovle-cheniya в генерирането на нови части на работа вещество.
4. усилване предоставена от работната среда, трябва да надвишава определена прагова стойност, в зависимост от размисъл коефициенти на пациента, полупрозрачно огледало. Колкото по-малко съотношението, толкова по-праг печалба, са осигурени гарантира, работещи вещество, в противен случай работа вещество генерирани радиация погасява.
Изпълнението на тези условия дава възможност да се създаде система, метод-ING да генерира кохерентна емисии светлина. Такава система се нарича оптичен мазер (лазер) или лазер. Така лазерът - генератор лъч електромагнитна вълна размножаване на инфрачервения, видима и ултравиолетова-pazonov диастереоизомер А. За разлика от конвенционалните светлина на емисиите при източника убождания лазерната светлина е с висока кохерентност, ma Loi ъглово отклонение, висока monochromaticity и висока мощност. Действието на този генератор е въз основа на получената-tsipe усилване на стимулирана емисия.