Цитата:
Сообщение от DEI Цитата: Сообщение от АлексУ Насколько я понял из прочитанного, существенную роль в генераторе лазерного излучения играет резонатор. Т.е. объект не квантовый, а макроскопический - некая классически-физическая уловка, призванная из всего квантового вероятностного хаоса выделить и применить для своих нужд излучения вполне конкретной, нужной нам частоты. А именно, находящиеся в резонаторе атомы, "активная среда", излучают энергии самых разных частот, каждую со своей вероятностью. Но за счет подбора длины резонатора, кратной длинне волны нужного нам излучения, происходит селективный отбор нужной нам частоты. | Имхо, длина резонатора тут не причем. Нет здесь макроскопических эффектов. Переходы между уровнями не равновероятны в данном типе активной среды изначально в силу строения энергетических уровней атомов (или молекул) данной среды. Да, здесь важна именно среда и ее состояние. Взаимодействие фотона с атомом в возбужденном метастабильном состоянии способно вызвать вынужденное его излучение, - при этом не теряется и исходный фотон. Так коэффициент усиления становится больше единицы. Для усиления эффекта используется многоуровневая система с промежуточными долгоживущими (метастабильными) состояниями и «быстрорелаксирующие» . Посмотрите в Инете "инверсия электронных населенностей" в строке поиска на : http://ru.wikipedia.org |
Спасибо за популярную статью!
Она вызвала у меня ряд вопросов.
Цитата:
.. из ... атомов, каждый из которых может находиться в одном из двух энергетических состояний |
Это ведь упрощение, или идеализация? В реальности атомы, кроме разве атома водорода, имеют не два, а несколько энергетических уровней, или состояний. И атом, с определенной вероятностью, может находится на любом из них. И, соответственно, атом может излучать на нескольких частотах. Так за счет чего достигается сведение к двум, или трем-четырем энергетическим состояниям атома? Из множества возможных.
Попутно более общий вопрос. Но, возможно, как-то связанный с этим. Вот говорят волновая функция представляет собой плотность вероятности нахождения квантового объекта (системы) в определенном состоянии. Но ведь эта волновая функция, графически, имеет не один пик? Т.е. квантовый объект, обычно, имеет не одно самое вероятное состояние? А несколько пиков плотности вероятности, и, соответственно, несколько вероятных состояний. Я правильно понимаю? А при измерении происходит редукция волновой функции - и из нескольких (равно)вероятных сотояний квантовый объект оказывается в каком-то одном из них? И не понятно, за счет чего это происходит? Я правильно понял проблему измерений в квантовой физике?
Далее, в статье из векипедии написано:
Цитата:
Эти фотоны возвращаются в рабочее тело лазера с помощью оптического резонатора, элемента конструкции лазера. ... ...на практике рабочее тело лазера выбирают так, чтобы переход 3→2, ...проходил без излучения, а энергии тратилась на нагрев рабочего тела. |
Т.е. макроскопическая конструкция лазера тоже имеет значение? Как я понимаю, за счет конструкции лазера происходит задержание в рабочем теле лазера фотонов нужной нам частоты, и свободное (некогерентное) излучение фотонов не нужной нам частоты. Т.е. происходит некая селекция нужных нам фотонов для достижения некой их "критической массы".
И еще один вопрос. В статье написано, что в трех- и четырех-уровневых лазерах есть быстрые и медленные переходы между уровнями. А от чего это зависит, что переход между одной парой уровней является быстрым, а между другой парой - медленным? Это вызывается как-то искусственно, или зависит от микроскопических параметров или характеристик самих энергетических уровней?