- •1.Типы переходов квантовых частичек между энергетическими уровнями, вероятности переходов и взаимосвязь между ними.
- •2.Взаємодія поля і речовини. Спонтанні і вимушені переходи.
- •4. Напівкласичний метод аналізу в квантовій радіофізиці.
- •5. Одержання інверсії в дворівневій системі.
- •6. Інверсія в трирівневій системі в нвч-діапазоні. Пушпульна схема інверсії.
- •7. Інверсія в трирівневій системі оптичного діапазону на переході 2-1.
- •9. Стаціонарне підсилення в активній речовині.
- •10. Конструкції квантових парамагнітних підсилювачів резонаторного і хвильоводного типів.
- •11. Залежність ненасиченого коефіцієнту підсилення на переході 2-1 трирівневої схеми оптичного діапазону від потужності накачки.
- •12. Залежність ненасиченого коефіцієнту підсилення на переході 3-2 трирівневої схеми оптичного діапазону від потужності накачки.
- •13. Коефіцієнт нелінійності активної речовини для трьохрівневої системи на переході 2-1.
- •14.Умови стаціонарної генерації лазера і залежність потужності генерації від параметрів резонатора.
- •15.Залежність потужності стаціонарної генерації лазера від потужності накачки.
- •16.Енерговиділення в каналах трирівневої схеми лазера при відсутності генерації.
- •17.Енерговиділення в каналах трирівневої схеми лазера при стаціонарній генерації.
- •18. Система рівнянь для нестаціонарної генерації лазера.
- •19.Способи швидкого перемикання добротності резонатора лазера і
- •2 0. Залежність кінцевого значення різниці населеностей лазерного переходу
- •21. Потужність генерації лазера при миттєвому перемиканні добротності резонатора.
- •22. Енергія генерації лазера при миттєвому перемиканні добротності резонатора.
- •2 3. Тривалість імпульсу генерації лазера при миттєвому перемиканні добротності резонатора.
- •24 Розподіл поля типів коливань (мод) оптичного резонатора?
- •25 Метод Фокса Лі для аналізу характеристик мод лазерного резонатора.
- •26 Частотний спектр повздовжніх і поперечних типів коливань лазерних резонаторів
- •27. Втрати мод в резонаторі лазера.
- •33. Однорідне і неоднорідне уширення лінії підсилення активної речовини лазера. Провали беннета.
- •35. Залежності потужності генерації лазера від частоти при різних уширеннях лінії підсилення активної речовини. Провал лемба.
- •36.Квантове підсилення імпульсного сигналу (нестаціонарне підсилення).
- •37. Матриці Джонса для анізотропних оптичних елементів і систем з анізотропних елементів.
7. Інверсія в трирівневій системі оптичного діапазону на переході 2-1.
Розглядаємо випадок насичення. Накачка ;. Застосуємо метод балансних рівнянь(стаціонарний випадок )
Незалежними є тільки три рівняння Загальний розв’язок системи , - детермінант системи, - детермінант системи без -го стовпчика.
Для оптичного діапазону Тоді Кінцеві вирази для населеностей
Позначимо - визначає ефективність накачування 2-го рівня Умова інверсії для 2-го рівня врахуємо отже - умова інверсії на переході 2-1, необхідна, але не достатня. Вона вимагає, щоб релаксаційний перехід 3-2 має бути більш ймовірним, ніж спонтанний перехід 2-1. При виконанні цих умов, маємо такі населеності:
З графіка залежності населеностей від ефективної потужності накачки видно, що інверсія буде при , тобто коли закидання з 1 на 3 буде більше, ніж скидання з 2 на 1.
8. Ненасичений і насичений коефіцієнти підсилення активної речовини.
Коефіцієнт підсилення
-коли і
9. Стаціонарне підсилення в активній речовині.
, -коефіцієнт втрат
- при будь-якій накачкі
Треа щоб тоді буде підсилення , коли тоді підсилення не буде Чим більше S то тим менше підсилення. Якщо спочатку S мале і є підсилення - граничне значення підсилення . прямує до нуля
підсилення на початку речовини . Якщо то середовище все одно буде поглинати незважаючи на інверсію . Може бути генератор коли а є підсилення але Z велике без резонаторів . Резонатори ставлять для того щоб збільшити ефективну довжину .
Якщо і і логарифмом можна знехтувати . Отже при то . Якщо речовина то . Якщо речовина а є підсилення але Z велике без резонаторів . Резонатори ставлять для того щоб збільшити ефективну довжину .
Якщо і і логарифмом можна знехтувати . Отже при то . Якщо речовина
10. Конструкції квантових парамагнітних підсилювачів резонаторного і хвильоводного типів.
Резонаторний підсилювач відбивного типу має вигляд
В исота резонатора обирається як , де довжина хвилі сигналу накачки. Висота активного середовища визначається як , де довжина хвилі сигналу. Сигнал у резонатор заводиться за допомогою петлі, через коаксіальну лінію передачі. В резонаторі прохідного типу додається іще 1 петля для виводу сигналу. Головна мода – Н110 при цьому максимум ел. поля –посередині, магнітного –по краях. Переміщаючи шайби можемо настроювати резонатор на частоту накачки. Пластина перпендикулярна Е і паралельна Н не змінює резонансну частоту для накачки. Така система має вузьку смугу пропускання.
Підсилювачі біжучих хвиль.
Ц е відрізок хвилеводу, у якому розміщена активна речовина..
У хвилеводі розміщаються штирі, які по бокам обкладаються активною речовиною(з одного боку рожевий рубін а з іншого червоний рубін) Накачка подається по хвилеводу, сигнал подається до штирьової системи через коаксіальні провідники. Накачка переводить рожевий рубін в інверсійний стан, але в червоному рубіні інверсія не створюється, бо для цього потрібна більша накачка.
Тому, ми маємо сигнал, який взаємодіє з двома активними середовищами, одне з яких поглинає, друге підсилює. При взаємодії зправим(підсилюючим, рожевим ) кристалом сигнал йде з входу на вихід. Сигнал, що рухається в зворотньому напрямку буде поглинатися у червоному рубіні, що розширює смугу.