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)






Сформулируйте принцип детального равновесия для двухуровневой системы



Для вещества в состоянии термодинамического равновесия должен выполняться принцип детального равновесия: количество актов перехода в единицу времени в единице объема с нижнего уровня на верхний уровень равно количеству актов перехода с верхнего уровня на нижний . Дадим этому принципу развернутое выражение, для чего, следуя Эйнштейну, введем коэффициенты, характеризующие вероятности соответствующих процессов: – коэффициент вынужденного поглощения; – коэффициент вынужденного излучения; – коэффициент спонтанного излучения. Выражение принципа детального равновесия для двухуровневой модели вещества принимает вид: , где – объемная спектральная плотность энергии электромагнитного поля; и – населенности уровней

32. Что такое дифференциальные и интегральные коэффициенты Эйнштейна, какова связь между ними? – коэффициент вынужденного поглощения; – коэффициент вынужденного излучения; – коэффициент спонтанного излучения; , характеризуют вероятность акта перехода с учетом конечной ширины энергетического уровня, т.е. во всей частотной полосе линии излучения. Поэтому они носят наименование интегральных коэффициентов Эйнштейна. имеет смысл вероятности спонтанного перехода в единицу времени и имеет размерность . Размерность коэффициента есть . Вероятность вынужденного перехода в единицу времени равна и имеет, естественно, размерность . Помимо интегральных коэффициентов используются дифференциальные (иначе – спектральные) коэффициенты , которые характеризуют вероятности соответствующих переходов в единичном частотном интервале. Связь между дифференциальными и интегральными коэффициентами:

, где интег-ние производится по всей спектральной линии.

33. Что такое мало сигнальный показатель усиления активной среды, от каких параметров он зависит?

– мало сигнальный показатель усиления активной среды.

– коэффициент вынужденного излучения; и – населенности уровней; – групповая скорость в среде; – эффективная полоса частот линии излучения

Определяет экспоненциальный рост сигнального потока мощности в среде без потерь ( ). При наличии потерь можно говорить об эффективном мало сигнальном показателе усиления . Мало сигнальный показатель усиления активной среды пропорционален энергии кванта излучения на центральной частоте перехода, инверсии населенностей энергетических уровней и коэффициенту вынужденного излучения Эйнштейна. Обратная пропорциональность групповой скорости объясняется зависимостью объемной плотности энергии ( ), которая, в свою очередь, определяет вероятности вынужденных переходов. Наконец, обратная пропорциональность полосе частот линии излучения обусловлена тем, что усиление некоторым образом ″размазывается″ по всей этой полосе.



34. В чем заключается явление насыщения энергетических уровней, и каковы его последствия?

Рассмотрим двухуровневую квантовую систему. Если вероятности вынужденных переходов преобладают над суммарной вероятностью спонтанных и релаксационных переходов, то населенности обоих уровней выравниваются: Это явление носит название насыщения населенности энергетических уровней.

Последствия. 1. Если на первоначально невозбужденную двухуровневую квантовую систему воздействовать интенсивным электромагнитным полем на частоте перехода, то максимум, чего можно добиться ─ это выравнивание населенности обоих уровней. Это означает, что достичь инверсной населенности энергетических уровней в двухуровневой квантовой системе методом внешнего вспомогательного излучения невозможно. 2. Первоначально двухуровневая квантовая система находится в возбужденном состоянии и на нее начинает воздействовать электромагнитное поле на частоте перехода. Это приводит к тому, что населенности уровней меняются ролями. Таким образом, и в этом случае исходная инверсная населенность уровней уменьшается, стремясь к нулю, а вместе с нею исчезают усилительные свойства системы.


Эта страница нарушает авторские права

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