• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Теоретичні відомості

Оптичний квантовий генератор ЛГ-75, який працює на суміші газів гелію (He) і неону (Ne), складається з оптичного резонатора і активного елемента. Оптичний резонатор утворений сферичним (1) і плоским (2) дзеркалами (див. рис. 1).

Рис. 1.

Активним елементом є газорозрядна трубка (3) з підігрівним катодом (4) і анодом (5), яка наповнена сумішшю He і Ne . Вихід випромінювання здійснюється зі сторони плоского дзеркала. Збудження газової суміші здійснюється джерелом постійного струму, який викликає тліючий розряд в трубці. Напруга горіння дорівнює 1-2 кВ, розрядний струм 20-30 мА. Для створення розряду між катодом і зовнішнім електродом трубки подається високовольтна напруга 18-20 кВ.

В He-Ne лазері використовується принцип резонансної передачі енергії збудження від He до основного газу Ne. Спрощену структуру енергетичних рівнів атомів He і Ne зображено на рис 2.

Рис. 2.

Гелій: Рівень 1 – основний стан. Рівень 2 – найнижчий збуджений стан. Оптичний перехід 1 2 заборонений за правилами відбору для квантового числа . Тому стан 2 є метастабільним із більшим часом життя ( с). Перехід з рівня 2 на рівень 1 здійснюється тільки при зіткненні зі стінками колби чи іншими атомами.

Неон: Рівень 1 – основний стан. Рівні 2, 3, 4 – найнижчі збуджені стани. Суттєво, що енергія рівня 2 (He) близька до енергії рівня 4 (Ne). Різниця енергій між цими рівнями дорівнює 0,039 еВ, що близьке до величини при кімнатній температурі.

Як відомо, для виникнення генерації необхідно створення інверсного заселення рівнів. Розглянемо, як створюється така інверсія в атомах неону. Електрони, імітовані підігрівним катодом трубки, прискорюються електричним полем. Атоми He, при зіткненні з електронами, переходять у збуджений стан 2 (He). При зіткненні збуджених атомів He з атомами Ne відбувається резонансний обмін енергією, при якому атом гелію повертається до основного стану 1 (He), а атом неону переходить у збуджений стан 4 (Ne).

Таким чином, використання буферного газу He дозволяє селективно заселити рівень 4 (Ne). З рівня 4 (Ne) дозволено випромінювальний перехід на рівень 3, а з рівня 3 – на рівень 2. Причому, час життя атому Ne на рівні 4 вище, ніж час життя на рівні 3. Тому між рівнями 4 і 3 (Ne) виникає інверсна заселеність, яка необхідна для генерації. Рівень 2 атома Ne є метастабільним. Перехід з рівня 2 до основного стану здійснюється при зіткненні зі стінками колби.

Атоми Ne також можуть бути збудженими, тобто переходити до стану 2, 3, 4 при зіткненні з електронами. Небажано, щоб відбувався цей процес, так як заселення рівня 3 зменшує степінь інверсності. Щоб зменшити ефективність таких процесів концентрація He в суміші приблизно в 10 разів вища концентрації Ne. Тиск суміші дорівнює 1-2мм. рт. ст. Подальше підвищення тиску викликає зниження кінетичної енергії електронів, збуджуючих атоми He, що призводить до падіння вихідної потужності чи навіть зриву генерації.

Читайте також:

1. II.ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ
2. IX. Відомості про військовий облік
3. IX. Відомості про військовий облік
4. Q Конституція України від 28 червня 1996 р. // Відомості Верховної Ради України – 1996 - № 30 – Ст. 141
5. V Практично всі психічні процеси роблять свій внесок в специфіку організації свідомості та самосвідомості.
6. Активне управління інвестиційним портфелем - теоретичні основи.
7. Білковий обмін: загальні відомості
8. Біографічні відомості
9. Боротьба з проявами національної самосвідомості
10. Вальниці ковзання. Загальні відомості
11. Види правосвідомості
12. Виникнення і розвиток свідомості у людини.

Переглядів: 431