Активные среды квантовых приборов и методы получения инверсной населенности энергетических уровней - Контрольная работа

Контрольная работа АКТИВНЫЕ СРЕДЫ КВАНТОВЫХ ПРИБОРОВ И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИНВЕРСНОЙ НАСЕЛЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ Содержание 1. Методы получения инверсной населенности по двухуровневой схеме 3. По данному диапазону длин волн: мазеры и лазеры, причем последние могут быть инфракрасные (ИК) (длина волны > ), ультрафиолетовые (УФ) ( > > ), рентгеновские (РЛ) ( ) и гамма - лазеры ( -Л) ( ). 2. По режиму работы и методам управления выходным излучением: непрерывные, импульсные, лазеры гигантских импульсов, одномодовые, многомодовые, с синхронизацией типов колебаний, с перестройкой длины генерируемой волны различными способами. 4. По этому способу квантовые приборы можно классифицировать на десять больших групп: 1) пространственное разделение пучка атомов или молекул в неоднородных электрических, и магнитных полях; 2) химические методы получения возбужденных атомов, которые, в свою очередь, можно разделить на методы с инициированием химических реакций и на методы без инициирования; 3) создание и использование эксимерных молекул, т.е. молекул, существующих только в возбужденном состоянии; 4) группа методов, использующих движение свободных электронов в периодически меняющихся электрических или магнитных полях или взаимодействие этих электронов со встречным потоком квантов; 5) методы, используемые в полупроводниковых квантовых приборах и содержащие четыре способа возбуждения полупроводников: метод инжекции носителей заряда в контакт вырожденных полупроводников или в гетеропереход; метод электронного возбуждения, осуществляемый путем бомбардировки полупроводника электронным пучком; метод оптического возбуждения полупроводников и методы сильного поля; 6) метод внешнего возбуждения многоуровневой (обычно трехуровневой) системы. Это самый распространенный метод и используется он в парамагнитных квантовых приборах (твердотельных; и. жидкостных) и частично в газоразрядных лазерах; 7) метод возбуждения внешними гиперзвуковыми колебаниями (разновидность предыдущего метода). С его помощью в настоящее время удалось получить лазерное излучение на нескольких сотнях различных оптических переходов в самых, различных газах, парах и газовых смесях; 9) газодинамический метод возбуждения, основанный на быстром охлаждении за счет расширения предварительно нагретой газовой смеси; 10) плазменные методы создания возбужденных атомов и молекул, основанные на рекомбинации электронов и ионов в холодной или охлажденной плазме. Общая схема молекулярных генераторов, в которых применяется метод пространственного разделения молекул в неоднородных полях, имеет вид, показанный на рис. 1. Рис. Диафрагма Д вырезает узкий пучок молекул, который затем попадает в сортирующую систему СС и резонатор Р. При этом в резонатор практически будут попадать только молекулы, находящиеся на верхнем уровне, и пучок этих молекул будет представлять собой ту среду с инверсной населенностью уровней, которая вносит в резонатор отрицательную проводимость, способна вызвать усиление или генерацию электромагнитных колебаний частоты , соответствующей переходу в молекулах, на которую и настроен резонатор. Имеется две группы оптических квантовых генераторов, использующих химические методы: с инициированием химической реакции и без инициирования реакции. Это дифракционное излучение, получившее название эффекта Смита и Парселла по фамилиям ученых, впервые обнаруживших его в 1953г., в настоящее время является предметом исследования большой области науки - дифракционной электроники, которая возглавляется академиком В.П.Шестопаловым. При этом ясно, что каждые легкие и тяжелые дырки имеют свою группу уровней Ландау, причем один уровень отличается от энергии другого на .