Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задание №1. Усиление излучения квантовыми системами

Дана усиливающая среда, представляющая собой газ двухуровневых атомов (рис.1), приведенный в состояние инверсной заселенности с . Концентрация атомов среды , длина среды l. Форма спектральной линии атомного перехода обусловлена ударным уширением с шириной линии . Длина волны перехода , его сила осциллятора . На вход среды поступает слабый монохроматический сигнал с резонансной атомному переходу частотой и с интенсивностью . Уровни атомного перехода не являются вырожденными. Показатель нерезонансных потерь среды равен b.

Требуется выполнить следующие расчеты:

1. Определить коэффициенты Эйнштейна для атомного перехода 2«1.

2. Определить величину интенсивности насыщения среды.

3. Определить величину показателя линейного усиления среды.

4. Составить программу для вычисления, анализа и оптимизации на компьютере интенсивности сигнала на выходе усилителя в зависимости:

а) от длины среды, считая L переменной величиной;

б) от интенсивности входного сигнала, считая ее переменной величиной;

в) от показателя линейного усиления, считая его переменой величиной;

г) от показателя нерезонансных потерь, считая его переменой величиной.

5. Определить коэффициент усиления среды.

6. Сделать выводы в целом по выполненному заданию №1.

Рис.1

Считать, что усилитель работает в стационарном режиме, а входной сигнал имеет форму плоской волны. Варианты задания указаны в табл.1. При выполнении расчетов по пункту 4 требуется решить только одну из четырех указанных задач (ее номер приведен в последней колонке задания №1 в табл.1).

Перед тем, как приступить к выполнению задания необходимо тщательно изучить материал работы [1], изложенный в ее разделах 1-5. Кроме того, необходимо освежить в памяти те сведения об атомных характеристиках, которые изучались в течении пятого семестра в рамках дисциплины «Спектроскопия атомов и молекул». Затем следует четко сформулировать условия задачи соответствующего варианта, перечислить искомые параметры и характеристики и сопроводить все это соответствующими рисунками и схемами. После того, как необходимые приготовления сделаны следует приступить к последовательному выполнению пунктов задания. Пример выполнения первого варианта данного задания приведен в приложении.