Главная > Материалы квантовой электроники
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
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
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

1.11. Возбуждение активного вещества

В зависимости от свойств и состояния активного вещества накачка осуществляется одним из следующих методов: оптическим излучением, электрическим разрядом, в газе, потоком электронов в виде пучка или электрического тока, радиоактивным излучением, использованием химических реакций.

Рис. 1.11. (см. скан) Спектры поглощения некоторых активных материалов (а) и спектры излучения основных источников возбуждения: вольфрамово-йодной лампы (б); ртутной лампы (в) ксеионовых ламп (г). Пунктирная линия — спектр излучения Солнца.

Наибольшее значене среди них имеет метод оптической накачки, основная трудность которого заключается в подборе соответствующего источника со спектральной полосой излучения, совпадающей с полосой поглощения активного вещества. Обычные источники излучения имеют широкий спектр излучения (рис. 1.11), из которого для накачки кристалла

используется небольшая часть энергии, вследствие чего уменьшается коэффициент полезного действия. Наиболее широко для накачки применяются импульсные лампы. Мейман в 1960 г. в первом рубиновом квантовом генераторе применил для возбуждения атомов хрома ксеноновую лампу-вспышку с давлением 150 мм рт. ст.

Подобные штыревые ксеноновые лампы с энергией вспышки Дж и в настоящее время являются основными источниками излучения накачки в рубиновых ОКГ. Питание лампы осуществляется от батареи высоковольтных конденсаторов обеспечивающих большую силу тока в течение короткого промежутка времени.

Рис. 1.12. Зависимость интенсивности света импульсной лампы от времени вспышки.

При использовании ламп в качестве источников накачки большое значение имеют их спектральные характеристики и продолжительность вспышки. Изменение интенсивности света во времени при разрядке конденсатора через ксеноновую лампу показано на рис. 1.12. Поскольку правая часть кривой после максимума имеет постепенный спад, то за продолжительность вспышки принимает отрезок времени, в течение которого интенсивность остается больше величины Эта продолжительность вопышки пропорциональна емкости конденсатора.

Так как используется очень малая часть энергии вспышки, то к. п. д. импульсных ламп очень мал

где С — емкость конденсатора; — напряжение обкладках конденсатора; — продолжительность вспышки; — спектральная интенсивность в момент т.

В связи с тем, что интенсивность возбуждения прямо пропорциональна плотности излучения, необходимо обеспечить эффективную передачу энергии вспышки лампы активному веществу ОКГ. Это достигается с помощью специальных отражателей, фокусирующих излучение лампы на активном стержне. Обычно используются три типа отражателей: цилиндрический, эллиптический, полиэллиптический.

Цилиндрический отражатель при спиральной лампе-вспышке был применен Мейманом в первом рубиновом ОКГ. Если разрядная лампа цилиндрического типа, то применяют отражатель эллиптической формы, по одной фокальной оси которого располагается лампа, а по другой — рубиновый стержень. При таком расположении источника света и рубинового стержня весь световой поток лампы,

отразившись от эллиптической поверхности рефлектора, соберется на другой фокальной оси, т. е. там, где расположен стержень активного вещества. Значительное увеличение концентрации энергии излучения на активном веществе можно получить с помощью полиэллнптического отражателя. В этом случае рубиновый стержень устанавливается вдоль общей фокальной осн.

Для потного использования энергии излучения лампы наилучшими условиями являются следующие:

— максимально возможный размерсечеиия отражателя;

— минимальный диаметр лампы;

— минимальный диаметр кристаллического стержня активного вещества;

— диаметр излучающей части лампы меньше диаметра активного стержня.

Кроме импульсных ламп для оптической накачки можно использовать энергию вспышки, возникающей в результате взрыва тонкой проволочки при прохождении по ней электрического тока большой силы.

Люминесцентный метод накачки заключается использовании для возбуждения активного вещества излучения люминофора, возникающего при воздействии на него пучка электронов. Возможность практического использования люминесцентного метода накачки была показана на примере квантового генератора на вольфрамате кальция с неодимом. Кристалл активного вещества помещали в кварцевую трубку, которая охлаждалась жидким азотом. Трубку вставляли в электроннолучевую систему с коаксиальным экраном из ви-лемита, который подавали напряжение около Электроны, ускоренные электрическим полем, попадали на экран и вызывали его свечение.

Важными достоинствами люминесцентного метода накачки является: возможность согласования спектральных характеристик люминофора и активного вещества и, следовательно, достижения высокого к. п. д., простота регулирования мощности накачки и возможность использования его для получения как импульсного, так и непрерывного излучения ОКГ.

Разрабатывается много других методов накачки с целью повышения к. п. д., уменьшения стоимости и достижения компактности или автономности системы. Например, используя полупроводниковые оптические генераторы на арсениде галлия для накачки квантовых генераторов, можно значительно повысить к. п. д. генератора за счет согласования спектра излучения полупроводникового диода и спектра поглощения активного вещества ОКГ.

Исследуется возможность использования для накачки ОКГ лучистой энергии, которая выделяется при некоторых химических реакциях горення, взрывах и т. д. Применение химической накачки позволяет уменьшить размеры и вес системы, упростить конструкцию и обслуживание ОКГ и обеспечить независимость работоспособности системы от окружающих условий.

Разрабатываются также методы иакачки, использующие радиоактивные излучения.

Источником питания большинства ОКГ является электросеть, выпрямлетшое напряжение которой используется для зарядки конденсаторов. Из отечественных высоковольтных конденсаторов обычно применяют бумажно-масляные конденсаторы типа ИМ с рабочим напряжением 3 и 5 кВ.

1
Оглавление
email@scask.ru