Квантовые генераторы и их практическое использование

Содержание

Слайд 2

Квантовый генератор - устройство, генерирующее электромагнитное излучение за счёт вынужденного испускания фотонов

Квантовый генератор - устройство, генерирующее электромагнитное излучение за счёт вынужденного испускания фотонов
ансамблем микрочастиц.
Квантовый генератор — общее название источников электромагнитного излучения, работающих на основе вынужденного излучения атомов и молекул.

Слайд 3

Квантовые генераторы

лазер (оптический диапазон);
мазер (микроволновой диапазон);
разер (рентгеновский диапазон);
газер (гамма-диапазон).

Квантовые генераторы лазер (оптический диапазон); мазер (микроволновой диапазон); разер (рентгеновский диапазон); газер (гамма-диапазон).

Слайд 4

1.Спонтанное и вынужденное излучение.

1917 г. А. Эйнштейн:
Механизмы испускания света веществом

Спонтанное (некогерентное)

Вынужденное

1.Спонтанное и вынужденное излучение. 1917 г. А. Эйнштейн: Механизмы испускания света веществом Спонтанное (некогерентное) Вынужденное (когерентное)
(когерентное)

Слайд 5

Вынужденное излучение -

излучение при переходе электрона в атоме с верхнего энергетического

Вынужденное излучение - излучение при переходе электрона в атоме с верхнего энергетического
уровня на нижний с испусканием фотона под влиянием внешнего электромагнитного поля (падающего фотона)

Образуются два фотона-близнеца

Слайд 6

Нормальная заселенность энергетических уровней

Инверсная заселенность энергетических уровней

2. Использование активных сред .

Нормальная заселенность энергетических уровней Инверсная заселенность энергетических уровней 2. Использование активных сред .

Слайд 7

Активная среда с инверсной заселенностью энергетических уровней -

среда, в которой больше

Активная среда с инверсной заселенностью энергетических уровней - среда, в которой больше
половины атомов находится в возбужденном состоянии

Слайд 8

Трёхуровневая система лазера
Процесс перехода среды в инверсное состояние называется накачкой

Трёхуровневая система лазера Процесс перехода среды в инверсное состояние называется накачкой

Слайд 9

Положительно обратная связь

Осуществляется с помощью оптического резонатора, который обычно представляет собой

Положительно обратная связь Осуществляется с помощью оптического резонатора, который обычно представляет собой пару параллельных зеркал
пару параллельных зеркал

Слайд 10

Рубиновый лазер

Основная деталь рубинового лазера – рубиновый стержень. Рубин состоит из атомов

Рубиновый лазер Основная деталь рубинового лазера – рубиновый стержень. Рубин состоит из
Al и O с примесью атомов Cr. Именно атомы хрома придают рубину цвет и имеют метастабильное состояние.

Слайд 11

Рубиновый лазер

На стержень навита трубка газоразрядной лампы, называемой лампой накачки. Служит для

Рубиновый лазер На стержень навита трубка газоразрядной лампы, называемой лампой накачки. Служит
передачи атомам хрома квантов энергии для перехода из основного состояния в метастабильное. Очень быстро образуется «перенаселённость» метастабильного уровня.

Слайд 12

Рубиновый лазер

Один из торцов стержня зеркальный (для как можно большей задержки фотонов

Рубиновый лазер Один из торцов стержня зеркальный (для как можно большей задержки
внутри стержня и вызывания как можно большего числа актов вынужденного излучения), другой – полупрозрачный (через него выходит лазерное излучение). Боковая поверхность стержня непрозрачная.

Слайд 13

Свойства лазерного излучения:

самый мощный источник света;
исключительная монохроматичность;
дает очень малую степень расхождения угла;
когерентность

Свойства лазерного излучения: самый мощный источник света; исключительная монохроматичность; дает очень малую степень расхождения угла; когерентность

Слайд 14

при достаточной мощности лампы большинство ионов хрома переводится в возбужденное состояние
процесс

при достаточной мощности лампы большинство ионов хрома переводится в возбужденное состояние процесс
сообщения рабочему телу лазера энергии для перевода атомов в возбужденное состояние называется накачкой
излученный при этом фотон может вызвать вынужденное испускание дополнительных фотонов, которые в свою очередь вызовут вынужденное излучение

Слайд 15

Мазер

Мазер — квантовый генератор, излучающий
когерентные электромагнитные волны сантиметрового диапазона (микроволны).
Используется:
-в технике (в космической связи)
-в физических исследованиях
-

Мазер Мазер — квантовый генератор, излучающий когерентные электромагнитные волны сантиметрового диапазона (микроволны).
как квантовые генераторы стандартной частоты

Слайд 16

Разер

Рентгеновский лазер — источник когерентного электромагнитного излучения в рентгеновском диапазоне, основанный на эффекте вынужденного излучения. Является коротковолновым

Разер Рентгеновский лазер — источник когерентного электромагнитного излучения в рентгеновском диапазоне, основанный
аналогом лазера.

Слайд 17

Разер

Используется в исследованиях в области:
-плотной плазмы
-рентгеновской микроскопии
-медицинской визуализации фазы с разрешением, исследование

Разер Используется в исследованиях в области: -плотной плазмы -рентгеновской микроскопии -медицинской визуализации
поверхности материала, и оружия

Слайд 18

Газер  — квантовый генератор когерентного гамма-излучения. Другие названия — «гразер», «гамма-лазер»

Газер

Газер — квантовый генератор когерентного гамма-излучения. Другие названия — «гразер», «гамма-лазер» Газер

Слайд 19

Применение лазеров:
обработка металлов
в хирургии вместо скальпеля
для получения объемных изображений

Применение лазеров: обработка металлов в хирургии вместо скальпеля для получения объемных изображений

связь (особенно в космосе);
запись и хранение информации;
в химических реакциях;
для осуществления термоядерных реакций в ядерном реакторе;
ядерное оружие.
Имя файла: Квантовые-генераторы-и-их-практическое-использование.pptx
Количество просмотров: 31
Количество скачиваний: 0