Контрольная работа: Джерела і приймачі оптичного випромінювання

Імпульсний Dt=200 нс, f=(1–10) Гц)

-

-

10 Вт

3 Вт

Охолоджу-вання рідким азотом

-

Стан квантової системи, при якому населеність верхнього енергетичного рівня вище за населеність нижнього енергетичного рівня, називається станом з інверсною населеністю. Середовище, в якому може бути отриманий стан з інверсною населеністю, є активним середовищем лазера. Переклад квантової системи в інверсний стан здійснюється підведенням енергії, яку прийнято називати енергією накачки. Середовище, в якому існує інверсна населеність, може служити підсилювачем випромінювання, але для цього необхідний початковий ініціюючий вплив. Ініціатором процесу вимушеного випромінювання може бути зовнішній сигнал або один з квантів спонтанного випромінювання в самому середовищі. Значне посилення випромінювання може бути досягнуте, якщо вмістити активне середовище в систему двох дзеркал оптичного резонатора. Одне з дзеркал резонатора частково прозоре, що необхідно для виведення. У резонаторі випромінювання, розповсюджуючись майже суворо в напрямі його осі, багато разів відбивається від дзеркал і проходить середовище, що спричиняє посилення випромінювання.

Таким чином, для отримання вимушеного (лазерного) випромінювання необхідно мати:

– активне середовище лазера, в якому в процесі накачки може бути створений інверсний стан;

– систему накачки, що забезпечує досягнення інверсної населеності;

– оптичний резонатор, що призначений для посилення і формування направленого випромінювання.

Вимушене випромінювання лазера характеризується високою мірою монохроматичності, когерентністю і спрямованістю. Енергія лазерного випромінювання зосереджена у вузькому спектральному інтервалі, який досягає в граничному випадку нм (в газових лазерах). Розбіжність лазерного випромінювання характеризується плоским або тілесним кутом , в середовищі якого розповсюджується енергія або потужність випромінювання. Для лазерів деяких типів розбіжність не перевищує .

Найбільш поширені в цей час лазери можна розділити на групи за різними ознаками. На вигляд лазерної речовини лазери ділять на твердотільні, газові, напівпровідникові і рідинні. Лазери класифікують також і на вигляд накачки, яка може здійснюватися оптичним випромінюванням, електричним струмом, електронним пучком, за рахунок хімічних реакцій і іншими способами. За характером режиму роботи розрізнюють лазери, що працюють в безперервному і імпульсному режимах.

Властивості лазерів і можливість їх використання оцінюються енергетичними, спектральними, просторовими і тимчасовими характеристиками згідно з ГОСТ 15093 75.