Koherens sugárzás és annak alapvető tulajdonságait

Normál polikromatikus által kibocsátott fény a fűtött-Lamy ezeket ábrázolható, mint egy sor nagyszámú harmonikus-idézésben elektromágneses hullámok különböző frekvenciákkal és kaotikus, de időben változó fázisok.

Amikor terjesztése harmonikus elektromágneses hullámot térbe által létrehozott váltakozó elektromos térerősség E és a H mágneses térerő, schiesya változik-térben és időben harmonikusan:

E = £ nsinr27t (VF-.x / A,) + (pl;

(ZL1) H = H0 cos2n (VT - X / X) + f].

Itt, Eq # 0 és - rezgési amplitúdó erősségek E és H v - lengések frekvenciájának; X = c / v - hullámhossz; c - a fénysebesség vákuumban. Ha a rezgési frekvencia v (és a hullámhossz X) nem függ t idő, a hullám az úgynevezett monokromatikus. Valódi elektromágneses hullámok nem monokróm.

Nem monokromatikus hullám képviselheti egy véges összeget, akkor (vagy végtelen) számú monokromatikus hullámok, és a szűkebb tartomány, amelyben a frekvencia a monokromatikus komponenseket a csoportosítva nonmonochromatic hullámhosszon, az ugyanazon BLI azt tulajdonságokat monokromatikus hullám.

érv A szinusz (koszinusz) kifejezésekben (3.11), az úgynevezett fázis szinuszhullám oszcilláció, meghatározza a helyzetét CO-vibrációs folyamat időben (egy térbeli pontban x által elektromágneses hullám a kezdeti fázis QB következetes áramlási ideje több vibrációs-TION vagy hullám folyamatok úgynevezett koherencia. Ha a fáziskülönbség a két rezgés elektromágneses hullámok állandó, vagy nem változik véletlenszerűen, hanem rendezett szerint egy bizonyos törvény, ezek a hullámok koherensek. Monochromatic a olny mindig következetes és kölcsönös koherenciájának két nemonohroma-san hullámok azt jelenti, hogy ugyanazokat a frekvenciákat, és a különbség a kezdeti fázis időben állandó.

Generation koherens rádióhullámok végeztek eljövetele előtt lézerek, de generálni koherens fény egy kosár-csak akkor lehetséges, miután a fejlesztési lézeres optikai sugárforrás. Előállítása koherens elektromágneses hullámok opti-ügynökség tartomány miatt nagyfrekvenciás újból engedélyezi, amely az optikai kommunikációs csatorna sokkal több információt, mint a rádió. A rövidebb a hullámhossz, annál kisebb Ras divergencia nyerhető a kialakulását ezek a hullámok pas-párhuzamos energiasugárzó, és ez a tény nagyon fontos hely megállapításához, amikor és távolságok a tárgyakat.

Megkaphatjuk hagyományos források monokromatikus-ég fényében kellő intenzitású nem lehetőségét NYM. Annak érdekében, hogy erős források koherens fény fizika feltártuk különböző módon lehet és az analóg-tech generációs rádióhullámok próbálta alkalmazni erre a célra az elektronsugarat és üregek. Azonban újra rezonátor méretei arányosak a hullámhossz, amely ebben az esetben nehéz megvalósítani. Hagyományos rádió újra nerirovanie rezgések alkalmazásával elektronsugarak az adott esetben-SG nem volt megvalósítható, és megszerzésére koherens elektromágneses hullámok az optikai régióban valósult útján kvantum elektronika (Alkalmazott saját szakaszában - la szemek art).

Kvantumelektronikai működteti a molekulák és atomok generálására őket használó rezonáns rezgés tulajdonságait. Atomok, molekulák és a kristályok F komplex Microsystems álló magok

--------------------- e „és elektronok. Az energia, a relatív mozgás

-------------------- van a részecske alkotó atom vagy MO

_______ molekulák, összhangban a modern phi jelenségek kilátást vehet Єz szigorúan meghatározott értékek energia

_____________ Єі energiaszintet (ábra. 3.4). Ener-rendszer energia szintjét az energia

_jL_J ég spektrum tartalmaz; alsó réteg a kisebbségi

e ° minimális energia єo úgynevezett OS-

Ábra. 3.4. Energetiches - novnym, és a többi - izgatott,

Kie szintek atom energia-spektrum egy atom függ

annak szerkezetét, és az elektronok száma, amely végigsöpör egy adott energiát adó, az úgynevezett populációját (populáció-Stu) megfelelő energia szintet.

Ha egy atom található a földszinten E0, az energia jelentés, mehet az egyik izgatott szinten. Ezzel szemben, a gerjesztett atom automatikusan (spon-Tanno) át az egyik az alsó réteg, míg a kibocsátó egy bizonyos mennyiségű energiát, mint a kvantum a fény (pho-tone). Ha a sugárzás kerül kibocsátásra az átmenet atom rn energiaszintet EW, a frekvenciáját a kibocsátott (vagy ABS-a tallium) foton

Ezek a spontán emissziós folyamatok és helyezze a forró testek. A fűtési igényeit az atomok a gerjesztett állapotban, és az átmenet az alacsonyabb állapotok, bocsátanak ki fotonok a fény. Sugárzás különböző atomok függetlenül történik, és a statisztikai jellegű. Kibocsátott fotonok kaotikus sí atomok formájában ún hullámsorozat, amelyek nem helyezkednek el egymáshoz képest az időben, hogy a különböző fázisú, és a véletlenszerű jellege terjedési iránya. Ezért, a spontán emisszió inkoherens és nem-directionally.

Emellett a spontán emisszió a gerjesztett atomok sushchest-létezik indukált emisszióval, amikor az atomok kezdenek sugároz energiát hatása alatt a külső elektromágneses mező. -Set jelenségek gerjesztett emissziós lehetővé teszi, hogy ellenőrizzék a sugárzás-niem atomok keresztül elektromágneses mező, és ezáltal, hogy létrehoz vagy felerősítésére koherens fény sugárzás.

Hogy ezt a gyakorlatban, amit tennie kell, a következőképpen remek körülmények között.

1. Meg kell biztosítani rezonancia - koincidencia frekvencia pas engedélyezéséről fény egy nagyfrekvenciás energiát spektrum VMN atom. Az átmenet a szintje az atommal, rn rm szintre fog megfelelni az átmenet közötti hasonló szintű más atomja azonos, ami a generációs koherens sugárzás végezzük.

2. Együtt a stimulált fénykibocsátás atomok található a legfelső szinten E”, rezonancia lép ABS schenie energiájú atomok található egy alacsonyabb szinten. Ebben az esetben egy atom abszorbeál fénykvantumot, és megy szinten em, amely megakadályozza generációs fény. Hogy létrehoz egy koherens fényt-ció szükséges, hogy a atomok száma a felső szintű K nagyobb volt, mint az atomok száma az alsó szinten rm (rn, rm - szinteket, amelyek között van egy átmeneti). In vivo magasabb szinten bármely hőmérsékleten mindig kisebb részecskék, mint az alsó. Gerjeszti a sugárzás koherens cheniya kell, hogy különleges intézkedéseket a két felső szint a kiválasztott volt, hogy „rendezni” nagyobb, mint az alsó. Az ilyen ko-ágensek álló fizika nevezzük aktív állapotba vagy inverz (fordított) populációban. N. G. Basov és AM-Pro refrének három szinten javasolt módszer, amely felhasználja a segéd-ing sugárzás (szivattyúzási), így a populáció inverzió szintjét.

3. A folyamat során a generáló sugárzás része a kisugárzott fény energiát kell minden alkalommal belül maradnak dolgozik okozó anyag gerjesztett emissziós új részek atomok, m. E. végrehajtása visszajelzést. Ezt általában segítségével

Luminous szivattyúzási energia

Ábra. 3.5. Reakcióvázlat generációs sugárzás szilárdtest lézer

Tükrök séma szerint ábrán látható. 3.5. 1 tükör tükrözi a beeső az energiáját, és egy félig áteresztő tükör 2-NYM. Része az energia áramlik a munkaterület-Rouge (hasznos energia) és visszavert energiát használnak vovle-cheniya a generációs új részek a dolgozó anyag.

4. Az amplifikáció által biztosított munkaközeg haladhatja meg egy bizonyos küszöbértéket, attól függően, hogy a beteg reflexiós tényező, féligáteresztő tükör. Minél kisebb ez az arány, annál nagyobb a küszöb erősítés volt biztosított biztosítja, dolgozó anyagot, különben a munka anyag keletkezett sugárzás csillapodik.

Az E feltételek teljesítését lehetővé teszi, hogy hozzon létre egy olyan rendszer, módszer-nek, hogy létrehoz koherens fénykibocsátás. Egy ilyen rendszer az úgynevezett optikai mézer (lézer), vagy lézeres. Így, a lézer - a sugár generátor elektromágneses hullámterjedés az infravörös, a látható és az ultraibolya-pazonov átm. Ellentétben a hagyományos fénykibocsátó FORRÁS-nickek lézerfény magas koherencia ma loi szögletes divergencia, nagy monochromaticity és nagy teljesítményű. A működését ez a generátor alapul vett-tsipe amplifikációja indukált emisszió.