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
1.14. Потери энергии в квантовом генератореКоэффициент полезного действия оптического квантового генератора представляет собой отношение энергии, поданной в блок питания (в случае оптической накачки — энергии, запасенной в конденсаторах), к энергии излучения. К. п. д. современных квантовых генераторов на твердом теле невысок. Он составляет около 5% Для лучших четырехуровневых систем (иттрий-алюминиевый гранат с гольмием или с эрбием, туллием, иттербием, стекло с неодимом). Выясним, на что же расходуется более 95% энергии, запасенной в конденсаторах системы оптической накачки. Прежде всего эта энергия поступает на импульсные лампы системы накачки, в которых на вспышку используется лишь 50%. Следовательно, потери на лампах составляют около 50%. Энергия вспышки концентрируется отражателем на рабочем стержне активного вещества, при этом потери составляют около 50—75% энергии вспышки, что соответствует 25—35% общей энергии, поданной в блок излучения. Излучение вспышки, сконцентрированное отражательной системой на кристалле активного вещества, используется далеко не полностью, так как спектр вспышки, как правило, значительно шире спектральных линий поглощения атомов активатора. Эти потери вследствие несогласования спектров источника накачки и линий (или полос) поглощения активного вещества составляют 20—30% энергии вспышки, сконцентрированной на кристалле (для рубина 30%, для стекла с неодимом около 20%), что соответствует 5—7% общей энергии. Энергия, поглощенная рабочим активным веществом на спектральных уровнях накачки атомов активатора, расходуется не только на рабочие переходы с вынужденным излучением, но и на различные безызлучательные переходы (например, между основными и вспомогательными уровнями), на спонтанное излучение и т. д. Эти так называемые стоксовы потери составляют около 50% энергии, поглощенной активным веществом, что соответствует 10% общей энергии. Все рассмотренные до сих пор потери составляют потери энергии до возникновения излучения в активном веществе, но энергия вынужденных излучательиых рабочих переходов не полностью используется на испускание мощного когерентного пучка света. Часть энергии вынужденного излучения расходуется на потери при отражении на зеркалах и дифракционные потери (см. предыдущий параграф). Эти потерн составляют около 5%. Другая часть энергии расходуется при прохождении вынужденного излучения через кристаллический стержень активного вещества вследствие поглощения и рассеяния излучения на оптических неоднородностях активной среды. К этим «внутренним потерям» относятся потери за счет собственного поглощения излучения кристаллической решеткой основы, примесного поглощения (вследствие колебаний примесных атомов, различных загрязнений и т. д.) и поглощения или рассеяния энергии излучения на различных включениях: частицах, коллоидах, пустотах и др. Таким образом, «внутренние потери» — это потери за счет несовершенств кристаллической среды. Они невелики по сравнению с предыдущими видами потерь и составляют всего около 3—5%, но именно они характеризуют эффективность работы прибора и приводят к необходимости повышения энергии накачки. Например, для возбуждения рубинового стержня диаметром 5 мм и длиной 50 мм достаточна энергия накачки 5 Дж. Однако с учетом всех потерь необходима энергия накачки около 500 Дж.
|
1 |
Оглавление
|