вход Вход Регистрация



Оптический квантовый генератор (ОКГ) - прибор, в котором осуществляется генерация электромагнитных волн оптического диапазона за счет использования явления индуцированного излучения.

Принципы работы ОКГ те же, что и в молекулярном генераторе, с тем отличием, что молекулярный генератор работает в СВЧ области спектра, а ОКГ- в оптической.

ОКГ представляет собой резонатор, в который помещена активная среда, содержащая атомы в возбужденном состоянии. Для получения активных атомов используется вспомогательный источник энергии - генератор накачки.

Механизм накачки может быть самым разнообразным - подсветка вещества вспомогательным излучением, возбуждение электронным потоком, с помощью ионизации газовой среды и др.

Активные среды ОКГ могут находиться в разных агрегатных состояниях, в связи с чем различают ОКГ на твердом теле, жидкостные и газовые.

Резонатором часто является система двух плоских параллельных друг другу зеркал, хотя применяются и другие типы "открытых" резонаторов.

Под действием накачки в веществе, расположенном между зеркалами, возникает состояние инверсной заселенности.

До начала процесса накачки большинство атомов рабочего вещества находится в основном (низшем) состоянии. Благодаря энергии накачки атомы переходят в возбужденное состояние, в результате чего на одном из верхних уровней возникает избыточная населенность по сравнению с расположенными ниже уровнями. Обычно отдельные возбужденные атомы переходят спонтанно на более низкие уровни независимо друг от друга, так, что свет, испускаемый всей группой атомов, некогерентен. Если в ОКГ спонтанно излучаемые фотоны имеют направления распространения, не параллельные оси активного вещества (и, следовательно, резонатора), то они просто выходят за пределы вещества.

Процесс индуцированного излучения начинается в тот момент, когда по крайней мере один возбужденный атом спонтанно излучает фотон, параллельный оси резонатора. Этот фотон вынуждает другой возбужденный атом испускать второй фотон.

Этот процесс начинает лавинообразно развиваться, так как фотоны перемещаются вдоль возбужденного вещества, многократно отражаясь от зеркал резонатора.

Для вывода образующегося пучка когерентного излучения одно из зеркал резонатора обычно делается полупрозрачным. Узкая направленность луча обеспечивается высокой степенью параллельности плоских зеркал, в результате чего в луче остаются только те фотоны, которые многократно прошли через вещество, не отклонившись существенно от его оси.

В зависимости от частоты излучения различают ОКГ инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов длин волн. По положению энергетических уровней, между которыми совершается переход атомов активного вещества, ОКГ можно подразделить на 3-х уровневые и 4-х уровневые.

Важными конструктивными и эксплуатационными параметрами, определяющими области использования ОКГ, являются: вес, габаритные размеры, вибропрочность, долговечность, допустимые условия работы (диапазон рабочих температур и относительной влажности).

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру