Люмінесценція та квантові генератори

дослідження кристалофосфорів вельми плідне паралельне вивчення їх люмінесценції і провідності. Широке дослідження люмінесценції обумовлено також важливістю її практичних вживань. Яскравість люмінесценції і її високий енергетичний вихід дозволили створити люмінесцентні джерела світла з високим ккд (коефіцієнт корисної дії), засновані на електролюмінесценції і фотолюмінесценції. Яскрава люмінесценця ряду речовин зумовила розвиток методу виявлення малих кількостей домішок, сортування речовин по їх люмінесцентних ознаках і вивчення сумішей, наприклад нафти. Катодолюмінесценція лежить в основі свічення екранів електронних приладів (осцилографів, телевізорів, локаторів і так далі), у рентгеноскопії використовується рентгенолюмінесценція. Для ядерної фізики дуже важливим виявилося використання радіолюмінесценції. Люмінесценція широко застосовується для кінозйомки і в дефектоскопії. Люмінесцентними фарбами забарвлюють тканини, дорожні знаки і так далі.

2. На сьогодні є джерела світла, в яких атоми випромінюють світло однієї і тієї ж частоти, поляризованої в одній і тій же площині. Такі джерела когерентного світла отримали назву лазерів.

Розглянемо їх принцип будови і роботи.

У 1917 р. А. Ейнштейн на основі теоретичного аналізу дійшов висновку, що перехід атомів із збудженого стану в незбуджений може бути не тільки спонтанним, а й вимушеним, індукованим. Він може відбутися під дією зовнішнього фотона, який проходить поблизу збудженого атома. При цьому атом (молекула, іон) випускає фотон, який абсолютно не відрізняється від того фотона, що викликав перехід атома із збудженого стану в незбуджений. Не змінюється при цьому і фотон, що викликав індуковане випромінювання

Фотон, зустрічаючи на своєму шляху збуджений атом, нібито вибиває з останнього свого двійника. Обидва фотони мають однакові частоти, напрям руху, фази і площини поляризації.

У 1940 р. В. Фабрикант запропонував метод посилення світла на основі використання явища індукованого випромінювання. Суть цього методу полягає в наступному. В атомів деяких речовин є такі збуджені стаціонарні стани, в яких атоми можуть знаходитися досить довго (до декількох секунд). Такі стани отримали назву — метастабільні. Приклад речовини, в атомів якої спостерігається метастабільний стан, — це рубін — оксид алюмінію, в якому частина атомів алюмінію заміщена іонами хрому, що мають метастабільний стан.

Під час опромінення рубіна зеленим світлом іони хрому збуджуються і переходять у стаціонарний стан. Через дуже малий інтервал часу (порядку 8 сек. ) більшість збуджених атомів хрому переходять на метастабільний рівень.

Перехід з одного рівня на інший рівень не супроводжується випромінюванням; енергія, що звільняється при цьому переході, передається кристалічній ґратці, внаслідок чого підвищується температура кристала. Якщо кристал рубіна тривалий час освітлювати, то відбудеться дуже щільне «заселення» метастабільного рівня іонів хрому. Якщо в рубіновий стержень через один його торець надходить слабкий пучок світла у напрямі осі стержня то фотони, енергія яких дорівнює різниці рівнів енергій іона хрому у метастабільному й основному станах, викликають індуковані перехопи цих іонів із одного стану в інший, випускання фотонів такої ж енергії.

Число фотонів подвоюється. Підкреслимо, що фотони індукованого випромінювання не відрізняються від фотонів, що викликали індуковані переходи іонів хрому не тільки за енергією і частотою, а й за фазою, напрямом поширенням і поляризацією.

Подвоєні однакові фотони, рухаючись у рубіновому стержні, викликають індуковане випромінювання нових іонів хрому. При

1 2 3 4 5 6

Схожі роботи

Реферати

Курсові

Дипломні