Порог генерации

Рис. 3.2. Схематическая диаграмма, показывающая, каким образом определяются спектральные характеристики лазерного пучка через порог генерации и характеристики полосы пропускания лазерного резонатора, содержащего внутренний эталон и элемент грубой настройки типа двоякопреломляющего

К числу интересных как с научной, так и прикладной точек зрения, лазерных кристаллов относятся кристаллы ИАГ с примесью ионов Но +. Впервые эффект СИ ионов Но + на переходе /7 /в с длиной волны Хг 2,1 мкм был обнаружен в 1965 г. Л. Ф. Джонсоном и его коллегами. В качестве сенсибилизаторов они вводили в кристалл ионы Сг +, Ег +. В дальнейшем, сенсибилизируя ион Но + ионами Ег +, Тт +, УЬ + в ИАГ, им удалось получить генерацию в импульсном режиме на основном лазерном переходе иона Но + с порогом генерации Р,= 15 Вт и к. п. д. 5 %. Затем сообщалось о повышении мощности генерации в смешанном гранате до 20 Вт и даже до 50 Вт при к. и. д. 6,5 %. [c.226]

Значительный интерес представляет генерация растворов родамина С и родамина 6Ж, излучающих в области 550—600 нм [4, 12, 16, 18—26, 43, 49, 51, 52]. Спиртовые растворы этих соединений, особенно родамина 6Ж, обладают очень большим коэффициентом преобразования, малым порогом генерации и не изменяют своих оптических характеристик при многократной накачке интенсивными импульсными лампами [2]. На родамине С в изоамиловом спирте впервые получена генерация при накачке от импульсных ламп [52]. При возбуждении спиртового раствора родамина 6Ж с помощью Пинч-лампы, при использовании которой энергия накачки во много раз превышает пороговое значение, генерация возникает практически одновременно с накачкой длительность импульса генерации в зависимости от энергии накачки составляет 10—20 мс [7]. [c.261]

При накачке лазером генерация оптических квантовых генераторов на люминофорах происходит сейчас же после импульса накачки и продолжается столько же времени, сколько длится импульс лазера с модулированной добротностью [2]. При ламповой накачке порог генерации достигается позже и длительность генерации меньше импульса накачки ( Ю не [61]). [c.263]

Для того чтобы усилитель работал в режиме генерации, необходимо ввести положительную обратную связь. В лазере зто осуществляют, помещая активную среду между двумя зеркалами (например, между двумя плоскими параллельными зеркалами, (рис. 1.2). Электромагнитная волна, распространяющаяся в направлении, перпендикулярном плоскости зеркал, будет поочередно отражаться от нпх, усиливаясь при каждом проходе через активную среду. Если одно из зеркал (например, зеркало 2) сделано частично прозрачным, то после прохождения через это зеркало излучение образует выходящий лазерный пучок. Генерация начинается тогда, когда усиление за один проход компенсирует неустранимые (за один проход) потери в системе, например потери на зеркалах. Если обозначить через и / 2 коэффициенты отражения зеркал и пренебречь остальными потерями, то условия достижения порога генерации на основании уравнения (9) можно определить по формуле [c.12]

В заключение скажем несколько слов о возможном современном применении величин 1д. В хорошо известных опытах по вынужденному комбинационному рассеянию света (ВКР) существенной величиной, определяющей эффективность процесса (порог генерации), является истинная величина обыкновенного (спонтанного) КРС. Данные о приведенные в таблицах, позволяют выбрать линии КРС, перспективные для наблюдения ВКР такие линии должны иметь большие интенсивности 1 и быть достаточно узкими (резкими, р). Именно на таких линиях и получена генерация ВКР. [c.18]

Из общей теории квантовых генераторов известно, что интенсивность генерации определяется в основном тем, насколько удается превысить заселенность верхнего уровня относительно минимальной заселенности, определяющей начало (порог) генерации. Порог генерации определяется потерями в резонаторе. Однако создать большое превышение заселенности над порогом в обычных условиях нельзя, поскольку, как только заселенность верхнего уровня достигнет порогового значения, возникает генерация, которая резко уменьшает заселенность (ниже порога), и генерация прекращается. Если импульс накачки достаточно мощный и длительный, то возникает ряд относительно слабых импульсов излучения Увеличение мощности накачки в основном приводит к увеличению числа импульсов, так что увеличивается энергия генерации и. мало увеличивается мощность излучения. Отсюда следует, что для увеличения заселенности верхнего уровня необходимо поднять порог генерации, т. е. увеличить потери в резонаторе. Но это не все. Чтобы мощность генерации была максимальной, требуется устройство, которое, как только заселенность достигнет максимума, резко снижает потери. Такие устройства в настоящее время осуществляются в основном тремя методами электрооптическим, оптико-механическим и оптическим. [c.484]

Поскольку возбуждение спектров ВКР связано с очень высоким порогом, то это явление наблюдалось в первых работах лишь в установках с импульсным включением добротности. В последующем удалось наблюдать это явление и с помощью обычного генератора на рубине, хотя он уступал по мощности приблизительно на два порядка генератору с импульсным включением добротности [486]. При этом порог генерации вынужденного комбинационного рассеяния по энергии подкачки рубинового генератора составлял 360 дж при длительности вспышки лампы подкачки около 500 мксек. Таким образом, за счет более длительного действия возбуждающего излучения был достигнут порог генерации смещенного излучения. [c.487]

При определенных условиях возбуждения некоторые пары редкоземельных ионов, присутствующих в стекле,. могут передавать энергию друг другу [184, 173]. Ионы-доноры, сравнительно легко поглощающие внешнюю энергию, передают ее слабопоглощающим свет акцепторным ионам, благодаря чему излучение последних резко возрастает. Например, энергия, поглощенная ионом Ыб +, передается иону и затем испускается как люминесценция с характерными для длинами волн. Этот эффект сильно повышает интенсивность люминесценции и понижает порог генерации лазерного излучения в сравнении со стеклом, содержащим в той же концентрации, но без Ыс1 [c.227]

В настоящее время изучается стимулированное излучение и других парных стекол с надеждой найти высокую осцилляцию при низких порогах генерации. Сообщается, например, об исследованиях процесса передачи энер- [c.228]

Порог возникновения генерации для составных стержней лежит в пределах от 460 до 490 дж (емкость конденсатора 80 мкф, напряжение 3400—3500 в), при использовании того же конденсатора порог возникновения генерации для сплошных рубиновых стержней составляет 750 дж и больше. Небольшой порог генерации позволяет применять прямые лампы накачки и помещать стержень в фокусы эллиптического цилиндра. Такие конструкции имеют меньшие размеры. [c.443]

Анализ также показывает, что до Т 400° К преобладающим фактором, определяющим ход зависимости Еа (Т), является температурное изменение ширины линии люминесценции, соответствующей данному индуцированному переходу. До этой температуры наклон теоретической кривой I удовлетворительно совпадает с наклоном экспериментальной зависимости. При высоких температурах существенное влияние па порог генерации начинает оказывать термическое увеличение населенности конечного для процесса стимулированного излучения состояния и увеличение доли возбуждения, [c.205]

Внеш. магн. поле влияет на выход продуктов р-ции, скорость элементарных процессов взаимод. парамагнитных частиц (рекомбинации радикалов, аннигиляции триплетно-возбужденных молекул, тушения триплетных молекул радикалами и т.п.), интенсивность флуоресценции и хеми-люминесценции, темновую и фотопроводимость мол. кристаллов и орг. полупроводников. Магн. изотопный эффект сопровождается разделением магн. и немагн. изотопов (напр., С и С, о и О). Хим. поляризация электронов и ядер проявляется в спектрах ЭПР и ЯМР продуктов р-ций (радикалов и молекул), при этом положит, поляризация приводит к аномально сильным линиям поглощения, а отрицательная-к линиям эмиссии. В последнем случае создается инверсная населенность зеемановских уровней электронов или ядер (см. Зеемана эффект. Лазер). Когда химически индуцированная отрицат. поляризация ядер достигает значит, величины, превосходящей порог генерации, происходит самовозбуждение радиочастотного излучения и хим. система становится мол. квантовым генератором-хим. радиочастотным мазером. Внеш. высокочастотное резонансное поле стимулирует изменение спина и, следовательно, выхода продукта р-ции или интенсивности люминесценции. Это позволяет регистрировать спектры ЭПР короткоживущих пар парамагнитных частиц по изменению выхода электронов, дырок, возбужденных молекул. На этом принципе основан новый метод магн. резонанса-двойной магн. резонанс (ДМР). [c.624]

Генерационные исследования подтвердили возможность получения стимулированного излучения прн высоких концентрациях ионов Но - в ИАГ. Выяснилось, что кристаллы (У, Но)з А15О12 имеют низкие пороги генерации (И/пор) на лазерных переходах 228 [c.228]

Генерационные параметры лазерного элемента должны быть стабильны в процессе работы. Однако под воздействием ультрафиолетового облучения ламп накачки происходит старение лазерного материала. Подобные изменения в кристаллах граната вызывает и у-облучение. Исследования показали, что порог генерации на длине волны Лг = 2,940 мкм лазерного элемента состава (Уо,9Ноо.1)зА150 2, выращенного в тигле из молибденсодержащего сплава, после л-облучения дозой 2,58- 10 Кл/кг возрастает незначительно с 90 до 115 Дж. [c.230]

Действие ионов кальция особенно интересно для нейробиологии. Они увеличивают электрическое сопротивление нскусст-г. нных липидных мембран, т. е. стабилизируют их, если присутствуют в одинаковых концентрациях по обе стороны мембраны. Напротив, присутствие ионов кальция только с одной стороны мембраны понижает сопротивление и дестабилизирует мембрану, а при [Са +]>1 мМ мембрана разрушается. Нечто подобное злектрофизиологи наблюдали и в нервной мембране. Они показали, что порог генерации потенциала действия и, следовательно, временного увеличения ионной проницаемости аксональной мембраны понижается при уменьшении концентрации кальция во внешней среде (гл. 6). Ионы кальция влияют на паковку и подвижность липидных молекул в бислое. Они повышают температуру фазового перехода, тем самым стабилизируя кристаллическое состояние. Однако перенесение результатов, полученных на искусственных мембранах, на истинные биологические мембраны означает приложение данных, полученных на простых биофизических системах, к гораздо более сложным биологическим системам. Например, описанные катионные эффекты сильно зависят от анионов, белков и липидной гетерогенности биомембраны. [c.75]

В то жв время для процесса межфазного переноса, протекающего в условиях нестабильности поверхностного натяжения, характерны как диссипативные, так и недиссипативные нелинейности, Еесно1фя на это и многие другие отличия между мех[ агной конвекцией и упомянутыми процессами, по-вццимому, между ними существует и ряд принципиальных сходств. Это проявляется, в частности, в аналогичном поведении систем вблизи критических состояний (соответствующих порогу генерации, критической тевшературе неравновесных фазовых переходов и критическим градиентам межфазного натяжения), в окрестности которых свойства электрических, магнитных и гдцродина-мических полей изменяются подобным образом в зависимости от превышения над пороговой мощностью лазерной генерации и от ваничивы отклонений от критических значений температуры фазового перехода и локальных градиентов поверхностного натяжения соответствен-во. [c.9]

Радиочастотная генерация химической реакции впервые обнаружена экспериментально в работе [20]. Обратимый фотоперенос электрона в системе порф ирин — хинон сопровождается аномально сильной отрицательной поляризацией ядер хинона, которая генерирует в колебательном контуре высокочастотную э. д. с. и высокочастотный ток. На рис. 1.6 ириведена запись низкочастотных биений между частотой генерации и частотой опорного генератора регистрирующей системы. После включения света за счет ХПЯ создается отрицательная ядерная намагниченность и через 5—Юс система достигает порога генерации. После переходного процесса генерация становится стационарной, а высокочастотный ток достигает стационарной амплитуды. Выключение света (т. е. прекращение химической накачки) разрушает когерентность, и амплитуда генерации падает (рис. 1.6). Реакция практически обратима, поэтому генерация может продолжаться сколь угодно долго. При этом можно реализовать и непрерывный режим генерации (при непрерывном фотолизе), и импульсный режим (при импульсном фотолизе). Теория радиочастотного генератора с химической накачкой в различных режимах приведена в работе [21]. [c.30]

Состояние поляризации излучения ЛОС зависит от относительной ориентации дипольных моментов переходов с поглощением и испусканием в активной молекуле, времени ее жизни в возбуж-деннОхМ состоянии, времени вращательной ориентационной релаксации молекул, от поляризации лазерного излучения накачки и при поперечной накачке (см. рис. 5.1)—от ориентации электрического вектора излучения накачки относительно оптической оси резонатора ЛОС. При поперечной накачке ЛОС излучением, ли-нейно-поляризиванным перпендикулярно оси резонатора, степень поляризации излучения ЛОС в большинстве случаев очень велика и составляет 0,9—1. При поперечной накачке излучением, поляризованным вдоль оси резонатора, излучение ЛОС полностью деполяризовано. При промежуточной ориентации электрического вектора излучения накачки относительно оси резонатора степень поляризации излучения ЛОС сильно зависит от добротности резонатора, превышения уровня накачки над порогом генерации и т.д. На степени поляризации вынужденного излучения небольших по размерам молекул существенно сказывается вращательная деполяризация, так что высокая степень поляризации наблюдается только в вязких растворах. При продольной накачке ЛОС (см. рис. 5.1) поляризация генерируемого излучения совпадает с поляризацией излучения накачки. Как обычно, поляризацией излучения ЛОС можно управлять с помощью поляризующих элементов (призма Глана, пластинка под углом Брюстера и т.п.), помещенных в резонатор. [c.195]

Кристаллические детекторы применяются в длинноволновой области миллиметрового диапазона. Для увеличения коэффициента передачи и чувствительности, а также для уменьшения шума кристаллического диода типа Ш53 может быть использовано постоянное смещение [17]. В длинноволновой области миллиметрового диапазона диоды из арсенида галлия превосходят германиевые и крелшиевые [36]. Чувствительным детектором является туннельный диод, работающий на пороге генерации [23]. В [5, 10] рассматривается несколько других детекторов для миллиметровых волн, например варикопды, туннельные диоды, обра- [c.254]

Необходимая мощность накачки лазеров на органических люминофорах, позволяющая перейти порог генерации, достигается прпме-нениедг штенсивного излучения другого лазера или путем использования специальных импульсных ламп. Положение полосы поглощения раствора должно быть возможно ближе к частоте источника накачки. Известно применение в качестве источника возбуждения генерации органических веществ излучения самосжимающегося разряда (Пинч-ламиы) [7]. [c.258]

При лазерной накачке генерируют даже такие вещества, как метиленовый голубой, у которого квантовый выход флуоресценци1г примерно 0,001% [8]. Возможность применения больших объемов жидкости позволяет повысить мощность генерации. Наибольшей мощностью обладают люминофоры с наименьшим порогом генерации. Коэффициент преобразования поглощенной энергии в энергию генерируемого излучения у некоторых веществ достигает 0,7—0,9, но в большинстве случаев он значительно ниже и существенно зависит от условий эксперимента. При возбуждении импульсными лампами вещества с малым квантовым выходом не генерируют. [c.258]

Изучена генерация арилэтиленовых производных 2,5-диарил-оксазолов и 2,5-диарил-1,3,4-оксадиазолов, а также родственных им по строению соединений [35, 42]. Для их растворов, имеющих высокие квантовые выходы флуоресценции, характерны сравнительно низкие пороги генерации. Исключение составляет негенерирующее в толуоле 9-антрилэтиленовое замещенное 2,5-дифенилоксазола. [c.260]

При возбуждении импульсным пучком электронов (ftve 40 эВ, Т= = 10 К) в результате рекомбинации экситонов наблюдается линия стимулированного излучения с X 372,6 нм (порог генерации 3,5А/см2) [386] [c.262]

В работе [286] рассматривалась возможность возникновения инверсии при неравновесном возбуждени в пламенах. Применительно к нескольким переходам N, возбуждаемым в активном азоте, производились оценки необходимого для генерации усиления с учетом различных элементарных химических процессов [292]. Ясно, что генерация лазерного излучения — сложное физическое явление, сильно зависящее от скоростей некоторых основных процессов. В принципе измерение параметров генерации (например, зависимость порога генерации и усиления от состава) должно быть полезным при определении констант скоростей процессов. В этом отношении мало что сделано для атомных лазеров и трудно надеяться, что молекулярные лазеры окажутся в лучшем положении. [c.206]

В модуляторе добротности нросте11шего тина используется просветляющееся вещество, твердое или жидкое. Примером могут служить фильтры Шотта тнна КС8 и КОЮ. Первый фильтр применяется большей частью в сочетании с рубиновыми лазерами. Такой модулятор обеспечивает генерацию одного или нескольких иичков мощностью до нескольких мегаватт, Число иичков и интервал между нг1ми (определяемый статистическими законами) зависят от свойств всей системы. Их молено варьировать путем соответствующего изменения толщины фильтра. В случае неодимовых лазеров молено применять только жидкостные фильтры (растворы, модулирующие добротность), которые имеют легкую регулировку порога генерации и параметров модуляции. Недостаток такого модулятора состоит в том, что им нельзя управлять от внешнего запуска, являющегося весьма желательным в некоторых случаях, например при проведении измерений с высоким временным разрешением. [c.69]

Вторая причина увеличения чувствительности становится важной в том случае, когда лазер работает вблизи порога генерации. Генерация в лазере начинается только в том случае, когда полное усиление превышает полные потери (пороговое условие). Усиление уменьшается с увеличением интенсивности лазерного излучения вследствие того, что индуцированное испускание уменьшает инверсную населенность активной среды (насыщение усиления) [16]. В режиме стационарной генерации интенсивность лазерного излучения всегда равна предельной величине, при которой соответствующее этой интенсивиости усиление а 1) равно су.ммарным потерям. При небольшом превышении порога насыщение усиления очень мало. Это означает, что большие относительные изменения интенсивности вызывают лишь слабые изменения усиления а 1). Из последнего в свою очередь следует, что даже очень малые изменения потерь на поглощение могут привести к значительным изменениям выходной мощности излучения. Детальное теоретическое рассмотрение этого вопроса дано в работах [17, 18], а также в гл. 8 настоящей книги. [c.248]

Исследования порога вынужденного комбинационного рассеяния. Существование определенного порога возбуждения ВКР представлялось вполне естественным с точки зрения общей теории оптических квантовых генераторов, в которой порог генерации является важной характеристикой явления. Первые эксперименты, описанные выще, казалось бы, также подтверждали наличие порога. При фотографической регистрации спектра на пластинке линии ВКР появляются лищь после достижения некоторого порогового значения мощности возбуждающего излучения. При этом порог фиксируется с довольно большой точностью — порядка 10% измеряемой величины. При всем том понятие порога ВКР оказалось лишенным глубокого физического содержания. [c.508]

После восстановления записанного на голограмме изображения определялись размеры капель и распределение их скоростей в потоке по всему голографируемому объему 36x24x30 мм . Использованный лазер с пассивным затвором давал возможность получения двух и более моноимпульсов через определенные промежутки времени. Вблизи порога генерации генератор работал в устойчивом моноим-пульсном режиме. При удалении от порога генерации получались 2, 3 и т. д. моноимпульса за один импульс накачки. Изменяя уровень накачки импульсных ламп, можно было менять интервал времени между отдельными моноимпульсами. Этот интервал подбирался в зависимости от скорости потока и от размера голограммы. [c.65]

Студенев В.И., Бахшиев Н.Г. Mfffi я спект-рк стимулированного излучения жидких активированных систем. 11 . Количественное изучение влияния природы растворителя на порог генерации за иещенных фталимвда. - Оптика и спектроскопия, 1974. т.36, с.392-397. [c.13]

Попытки воспроизвести вынужденное испускание в случае бензофенона и нафталина, о котором сообщали Моранц, Уайт и Райт (МУР) [147, 148], пока были безуспешными [32, 34, 35]. Вычисления порога генерации, выполненные автором [209] в предположении наиболее благоприятных условий, показывают, что для раствора нафталина в кювете длиной 1 см требуется избыток концентрации триплетных молекул, равный 250 М. В случае бензофенона соответствующая величина составляет 0,1 М. Эти концентрации на несколько порядков больше, чем полные концентрации, 10- М, [c.142]

Процесс генерации лазером когерентного электромагнитного излучения является одним из наиболее интересных явлений в квантовой оптике. Хорошо известно /8/, что возникновение генерации в лазере является фазовым переходом в системе атомы и поле. В теории лазерного излучения существуют квазиклассический /23, 24/ и квантовый /25/ подходы. Согласно квазиклассической теории поле лазерного излучения предполагается классическим, а атомы активной среды рассматриваются квантовомеханически. В квантовой теории описание перехода проводится на основе уравнения для матрицы плотности излучения. Аналитические исследования статистики лазерного излучения проводились как вблизи порога возникновения генерации, так и вдали от него, т.е. там, где удается провести линеаризацию задачи. Подробный обзор этих работ содержится в /25, 26/. Численное моделирование процесса перехода через порог генерации и сравнение с экспериментом имеется в /28-30/. В данной главе, используя развитый аппарат теории функций Грина, удается получить аналитические результаты, справедливые при всех значениях параметра накачки. В частности получена корреляционная функция флyктyaц tй интенсивности излучения и ее спектральная ширина. В квантовой теории лазера с помощью разработанного в первой главе метода КФР проанализирована неравновесная статистика фотонов, описывающая процесс возникновения генерации, найдено его характерное время. Из анализа уравнений для недиагональных элементов матрицы плотности получена формула для ширины линии генерации в зависимости от коэффициентов усиления, насыщения и потерь. [c.156]

В теории лазерного излучения существует два общих подхода — квазиклассический и квантовый, основанные соответственно на использовании уравнений Ланжевена и уравнений для матрицы плотности. Согласно квазиклассической теории /23/ поле лазерного излучения предполагается классическим в силу большого числа фотонов в резонаторе лазера, которое даже на пороге генерации составляет величину 10з. Атомы активной среды лазера рассматриваются квантовомеханически. В простейшей модели /27/ одномодового лазера, активной средой которого являются двухуровневые атомы, эволюция электрического поля [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология