Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Трёх- и четырехуровневые лазерные вещества

Читайте также:
  1. II. Вещества, участвующие во внутривидовых взаимодействиях
  2. II. Эквивалент. Эквивалент простого и сложного вещества. Закон эквивалентов.
  3. Аварии на химически опасных объектах с выбросам или угрозой выброса АХОВ (аварийно-химические опасные вещества) в окружающую среду 12.03.2013.
  4. Ароматические вещества
  5. БЕЛКОВЫЕ ВЕЩЕСТВА
  6. Белковые вещества
  7. Бетоны классифицируют по следующим ведущим признакам: по основному назначению, виду вяжущего вещества и заполни­теля и по структуре.
  8. Биогеохимические круговороты веществ на Земле. Свойства живого вещества.
  9. Биологически активные вещества природного происхождения, используемые в составах косметических изделий.
  10. Биосфера и ее границы. Свойства и функции живого вещества.

Безызлучательный переход Безызлучательный переход

3 3

Индуцированный переход

1

2

накачка Е1»kT накачка Индуцированный переход

1

0 0 Е1 £ kT

А Б

Рис. 4. Диаграммы энергетических уровней многоуровневых лазеров

А – четырёхуровневого; Б – трёхуровневого

 

На рис. 4 показано, какие энергетические уровни обычно используются при облучении электромагнитным полем. При облучении и других способах подвода энергии к веществу большое число атомов возбуждается, переходя на уровни энергетической зоны 3. Из этой зоны относительно бóльшая часть атомов должна, главным образом безызлучательным путём, перейти в состояние 2. Необходимо, чтобы состояние 2 было метастабильным, т.е. время жизни на нём должно быть достаточно большим, во всяком случае, оно должно быть больше времени жизни на уровне 1. При этих условиях населённость N2 уровня 2 может стать больше населённости N1 (см. рис. 4).

По величине энергии накачки, необходимой для создания инверсной населённости, достаточной для самовозбуждения, лазерные вещества делятся на две группы, отличающиеся положением рабочих энергетических уровней.

В четырёхуровневом лазере конечное состояние 1 индуцированного перехода с энергией E1»kT лежит намного выше основного состояния, при этом равновесная населённость N1 на основании распределения Больцмана намного меньше инверсной разности населённостей (инверсии) DN.

Следовательно, условием возникновения генерации в этом случае является соотношение N2» DN. На уровень 1 в единицу времени также переходят спонтанно по крайней мере A12N2 атомов. Хотя переходы на уровень 1 в большинстве случаев являются определяющими, в реальном лазерном веществе часто возникают также спонтанные переходы в другие состояния, кроме первого, а также происходят безызлучательные переходы. Поэтому пороговая величина мощности накачки как правило выше рассчитанной на основании условия N2» DN.

В трёхуровневом лазере конечное состояние индуцированного перехода лежит вблизи основного состояния. При этом E1» kT, так что уже в равновесии, в соответствии с распределением Больцмана, это состояние сильно заселёно. В этом случае бóльшая часть энергии накачки должна расходоваться на то, чтобы косвенным путём через зону 3 создать населённость N2 ≈ N1. Тогда инверсия DN, необходимая для появления генерации, будет малой по сравнению с населённостью N1, таким образом, N1»DN и в трёхуровневом лазере требуется значительно бóльшая мощность накачки, чем в четырёхуровневом лазере.

Отношение этих мощностей равняется примерно N2/DN. В реальных веществах N2/DN ~ 100, т.е. трёхуровневый лазер необходимо накачивать с мощностью, в 100 раз превышающей мощность накачки четырёхуровневого лазера.

 

 




Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 22 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав