Материал: Элементы современной физики атомов и молекул_1
Вынужденные (индуцированные) переходы
происходят под внешним воздействием (стимулируется (индуцируется) излучением, падающим на возбужденный атом) и сопровождаются испусканием нескольких фотонов.
Свойства вынужденного излучения:
1. Вынужденное излучение распространяется строго в том же направлении, что и излучение, его вызвавшее и характеризуется малым расхождением светового пучка.
2. Фаза волны вынужденного излучения, испускаемого атомом, точно совпадает с фазой падающей волны (излучение когерентно и монохроматично).
3. Вынужденное излучение линейно поляризовано с той же плоскостью поляризации, что и падающее излучение.
4. Большая интенсивность излучения.
Среда может усиливать вынужденное излучение, но такая активная среда должна иметь инверсную заселенность энергетических уровней.
Инверсия |
заселенностей |
уровней |
соответствует |
нестандартной заселенности, когда в среде число атомов в возбужденном состоянии превышает число атомов в основном состоянии.
Направленный пучок вынужденного излучения встречает на пути распространения атомы вещества.
Если такой атом находится в основном состоянии, то он может поглотить квант энергии излучения hν.
Если же атом находится в возбужденном состоянии, то под действием падающего излучения он может вынужденно испустить еще один квант излучения, увеличивая энергию распространяющегося в веществе излучения на hν.
МАЗЕР
Microwave |
Amplification |
by |
Stimulated |
Emission |
of |
Radiation (усиление микроволн с помощью вынужденного излучения) давал излучение в радиодиапазоне
ЛАЗЕР (оптический квантовый генератор)
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation-
усиление света с помощью вынужденного излучения
Рубиновый лазер λ=594,3 нм Молекулярные лазеры λ=9,4 мкм и 10,6 мкм
Составные части лазера:
1.Рабочее тело
2.Система накачки
3.Резонатор
Классификация лазеров
По типу активной среды лазеры бывают:
-твердотельные,
-газовые,
-жидкостные.
По методу накачки:
-оптические,
-тепловые,
-химические,
-электроионизационные.
По режиму генерации: -непрерывный и - импульсный.
Для создания инверсии заселенностей уровней в лазерах наиболее часто используется метод трех уровней.
Рассмотрим суть этого метода на примере рубинового
лазера.