КОЭ-01 - Определения. Коэффициенты Эйнштейна

41 Полное внутреннее отражение

n2 < n1, n21 < 1

θc - предельный (критический) угол падения

θ	θ		arcsin n	arcsin	n2	,	θc
		c
1			21		n1

Для углов падения θ1 > θc

R = 1

T = 0

θc - угол полного внутреннего отражения

42			Отражение R и пропускание T
 Поперечная электрическая волна ТЕ

	 Е перпендикулярен плоскости падения																				θR = θ1
	Поперечная магнитная волна ТМ
																					IT
	По интенсивности
									2				sin2 ( )
			R				r						1		2				,
							TE						sin2 (		)
													1		2
			R								2			tg2 (		)
					r									1	2		.
			||				TM							tg2 (		)
													1		2

 θ1 = 0

I

(n n )2

1 n

2

T

IT

I1

IR

I1(1 R)

R

R

1 2

21

(n1 n2 )

2

I1

I1

1 n21

43 Угол Брюстера

Волна ТМ

при θ1 + θ2 = π/2

R|| = 0

Угол Брюстера

θ1 = θB = arctg(n2/n1)

44

Образец толщиной d

I1 R

I1 (1 – R) R

I

(1 – R)2

1

I1 (1 – R)

I1

d



Tω

(1 Rω )

2

kωd

С учетом поглощения

e



Коэффициент поглощения

kω

1

2 ln(1 Rω ) lnTω

d



Интегральный коэффициент поглощения

K k d

n

B01N0 B10N1

nB01

N

c

c

45Дисперсия показателя преломления

Зависимость n(ω) или n(λ)

Наиболее сильна:

вблизи резонансных частот (вблизи областей интенсивного поглощения)

Соотношения Крамерса — Кронига

2

'

n( ) 1

( ')d '

( ')2 2

0

( ) 1

2

'

( ')d '

1

( ')2 2

2

0

ε2

σ

ε1 εr

ε0ω

46

Принцип работы квантовых усилителей и генераторов

47 Усиливающая среда

 Населенность уровня

N1/g1

 Инверсия населенностей:

N1/g1 < N2/g2

 Степень инверсии (инверсная перенаселенность):

N = N2/g2 - N1/g1

dI

ω[N b (ω) N b

(ω)]ρ(ω)dz

ωn

g(ω)[N B

N B ]I dz

2

21

1

12

c

2

21

1

12

ωnB12 g(ω)

dI

g1

N2

N1

I dz

c

g2

48 Поглощение и усиление

Коэффициент поглощения

	k	ωnB			g
		12	g(ω) N1		1	N2
		c			g2

 Изменение интенсивности

-dI(z)/I(z) = kωdz

 Закон Бугера-Ламберта

I(z) I0e k z

Показатель усиления

αω= - kω

49 Максимальное усиление

Интегральный показатель поглощения

K k dω

ωnB12

g1

N1

N2

c

g2

 Показатель усиления

2

2 ω0nB12 g1

N1

max (ω0 ) kmax (ω0 )

K

N2

ω

c ω

g2

g1

N

m

/ g

m

E

m

E

n

exp

Nn / gn

kT

50 Усилитель и генератор