Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Описание гелий-неонового лазера



В работе используется лазер, в котором излучающим веществом является смесь газов гелия и неона при низком давлении (парциальное давление гелия порядка 1 мм рт. ст., неона - 0,1 мм рт. ст.). Для получения в среде инверсной населенности используют газовый разряд. В газовом разряде, как известно, под действием электрического поля происходит движение заряженных частиц (электронов и ионов). Эти частицы, двигаясь, испытывают упругие и неупругие столкновения с атомами газа. При неупругих столкновениях происходит возбуждение и ионизация атомов газа. Возбужденные атомы могут при столкновениях с другими атомами, находящимися в невозбужденном состоянии, передавать им свою энергию возбуждения. При этом наиболее эффективная передача энергии происходит между уровнями, имеющими примерно равную энергию по отношению к основному состоянию.

E E

E

 

E E

E

 

 

E

 

 

E E

He Ne

Рис.2

Диаграмма уровней гелия и неона представлена на рис. 2.

На рисунке непрерывными стрелками показано возбуждение электронным ударом, штрих-пунктирными—передача возбуждения от к Ne, двойными стрелками — переходы с вынужденным излучением, пунктирной — спонтанные излучательные переходы, жирной штриховой стрелкой — безызлучательные переходы.

Атомы Не и Ne могут переходить в возбужденные состояния: на уровни Е1, Е2 и т. д. для гелия и на уровни E4,E5,E6,E7 и т.д. для неона. Состояния атомов гелия с энергиями Е1, Е2 являются долгоживущими (метастабильные состояния), причем излучательный переход из этих состояний в основное запрещен. Ввиду того, что уровни E6,E7 неона имеют энергию, близкую, соответственно, к энергиям уровней Е1 и Е2 гелия, возможно дополнительнoе заселение уровней E6,E7 путем передачи возбуждения с уровней Е1, Е2.

Так как состояния с энергиями Е1 и Е2 тоже являются метастабильными, то их населенность становится больше, чем населенность короткоживущего состояния с энергией E5. То есть создаются условия возникновения вынужденного излучения на переходах E6-E5 (инфракрасное излучение =1,15 мкм) и E7-E5 (видимое излучение в красной области спектра = 632,8 нм). Уровень E5 должен опустошаться для поддержания инверсии населенностей и он опустошается, если атомы отдают энергию, переходя в состояние с энергией E4. Однако уровень E4 является долгоживущим и населенность его велика, что затрудняет процесс опустошения через него уровня E5.



Атомы могут возвращаться из состояния E4 в основное состояние E3, только теряя энергию безызлучательно (за счет соударения со стенками трубки ). Поэтому, чтобы обеспечить интенсивное опустошение уровня E4 (то есть и E5), выбирают узкие трубки-капилляры (диаметр »7 мм), увеличивая возможность соударения атомов со стенками капилляра.

Используемый в работе гелий-неоновый лазер имеет мощ­ность излучения порядка 2 мВт. Резонатор образован плоским и сферическим (для облегчения юстировки лазера) зерка­лами.

Порядок выполнения работы.

Внимание!!! Напряжение на лазерной трубке около 1500В! Включение лазера производится только в присутствии преподавателя. Лазер со снятым кожухом включать категорически запрещается.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!