Читальный зал -->  Наземные лазерные дальномеры 

1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

эффект многократного прохождения излучения через среду, за счет отражения от зеркальных поверхностей. Этот эффект аналогичен получению положительной обратной связи в системе усиления. Он приводит к резонансному усилению электромагнитной энергии, которое определяется выражением

0=-,

где А -усиление без обратной связи, р - коэффициент обратной связи.

Когда произведение рА стремится к единице, то усиление стремится к бесконечности, и система начинает генерировать. Это один из важных моментов использования таких зеркал. Второй момент заключается в следующем. Излучение многократно отражается от зеркальных поверхностей, образующих открытый зеркальный резонатор. Значительного усиления достигнут только те волны, которые распространяются перпендикулярно зеркалам. Остальные получат усиление тем слабее, чем под большим углом они направлены к поверхности зеркала. Следовательно, на выходе из резонатора энергия рас- пределена в узком, почти параллельном пучке. Такой луч имеет малую расходимость. Она может быть подсчитана по формуле дифракции

6=1,22, .

где Х~ длина волны излучаемой энергии, d - диаметр излучателя (диаметр среды, если она стержневого типа).

В случае использования плоских зеркал расходимость лазерного пучка будет определяться соотношением

е=2КдаГ,

. где L - расстояние между зеркалами.

Еще сложнее зависимость расходимости лазерного пучка определить для лазера не с плоскими, а с кривыми зеркалами. В этом случае расходимость зависит не от диаметра среды, а определяется диаметром так называемой перетяжки , т. е. самого узкого места внутри резонатора, от которого луч расходится в обе стороны. Здесь можно отметить, что реальная расходимость лазерного луча гораздо больше, чем расчетная, полученная по формуле дифракции (по некоторым данным, реальная расходимость на один-два порядка больше расчетной).

Таким образом, для получения индуцированного излучения необходимо обеспечить следующие условия:

иметь среду, которая могла бы принимать состояние с отрицательной температурой (обеспечивать инверсную населенность уровней);

создать перенаселенность верхнего энергетического уровня по сравнению с нижним, для чего использовать источник энергии, который переводил бы систему в возбужденное состояние. Таким источником может быть световая энергия, электронная бомбардировка, атомная энергия и др.;

выполнить условие самовозбуждения

Rel i:l,

где R - коэффициент потерь. Это условие можно выполнить помещая среду в открытый зеркальный резонатор с высокой добротностью. Следует иметь в виду, что резонатор для лазера вовсе не обязателен. Его нет, например, в рентгеновском лазере;

вывести энергию из резонатора, для чего одно из зеркал делается полупрозрачным либо с отверстием для вывода света определенной длины волны.

Лазерное излучение характеризуется следующими особенностями (в отличие от теплового излучения):

узконаправленностью, которая обусловлена тем, что испускаются лишь волны, многократно отраженные от стенок резонатора и не испытавшие сколько-нибудь существенного отклонения от оптической оси;

монохроматичностью, которая обусловлена тем, что выходное излучение является следствием резонансного процесса, связанного с переходом частиц с одного какого-либо энергетического уровня;

значительной выходной мощностью, так как в излучении участвует практически одновременно большое количество возбужденных частиц, а совпадение фаз отдельных колебаний приводит к значительному увеличению амплитуды выходной волны;

когерентностью пространственной, поскольку все волновые фронты плоские и перпендикулярны направлению распределения волн;

когерентностью временной, поскольку излучение мо-нохроматично и имеется строгое фазовое соответствие между волнами, испускаемыми в разные интервалы времени.

Зеркало глухое

Активное вещество

Источник возбуждения

Источник 1питания

Рис. 3. Схема лазера с оптической накачкой

Схема лазера с оптической накачкой приведена на рис. 3. Видно, что лазер состоит из следующих основных элементов: среды, чаще называемой активным веществом, двух зеркал, называемых открытым зеркальным резонатором, источника возбуждения, источника питания и рефлектора. Активное вещество, используемое для получения индуцированного излучения, должно обладать такими уровнями энергии, переход между которыми сопровождается излучением, лежащим в требуемом диапазоне длин волн. Это вещество должно и.меть определенную концентрацию активных частиц, т. е. тех частиц, которые обеспечивают накопление и выделение энергии. Понятно, что чем больше будет таких частиц, тем большее их число примет участие в накоплении и излучении энергии. Активное вещество помещено в открытый зеркальный резонатор. Принцип его работы достаточно хорошо понятен из рассмотрения рис. 4. Видно, что в ситуации а все частицы активного вещества (кроме двух) находятся в основном состоянии, т. е. на нижнем энергетическом уровне. В ситуации б внешнее электромагнит-

1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.