Материал: KOE-01_-_Opredelenia_Koeffitsienty_Eynshteyna
46
Дисперсия показателя преломления
Зависимость n(ω) или n(λ)
Наиболее сильна:
вблизи резонансных частот (вблизи областей интенсивного поглощения)
Соотношения Крамерса — Кронига
|
|
2 |
|
|
' |
|
|
|
|
|
||||||
n( ) 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( ')d ' |
||||||
|
|
( ')2 2 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
( ) 1 |
|
2 |
' |
|
( ')d ' |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 |
|
|
|
( ')2 2 |
2 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ε2 |
|
|
σ |
|
|
|
|
|
ε1 εr |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
ε0ω |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
47
Принцип работы квантовых усилителей и генераторов
48 
Усиливающая среда
Населенность уровня
N1/g1
Инверсия населенностей:
N1/g1 < N2/g2
Степень инверсии (инверсная перенаселенность):
N = N2/g2 - N1/g1
dI |
|
|
ω[N b (ω) N b |
(ω)]ρ(ω)dz |
|
ωn |
g(ω)[N B |
N B |
]I dz |
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
2 |
21 |
1 |
12 |
|
|
|
|
c |
|
2 |
21 |
1 |
12 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
ωnB12 g(ω) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
dI |
|
|
g1 |
N2 |
N1 |
I dz |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
g2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
49
Поглощение и усиление
Коэффициент поглощения
k |
ωnB |
|
|
g |
|
|
|
12 |
g(ω) N1 |
1 |
N2 |
|
|||
c |
g2 |
||||||
|
|
|
|
|
Изменение интенсивности
-dI(z)/I(z) = kωdz
Закон Бугера-Ламберта
I(z) I0e k z
Показатель усиления
αω= - kω
50
Максимальное усиление
Интегральный показатель поглощения
|
|
|
K k dω |
|
|
|
ωnB12 |
|
|
|
g1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
N1 |
|
N2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
g2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Показатель усиления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
ω0nB12 g1 |
|
|
|
|
|
N1 |
|
|
|||
|
|
max (ω0 ) kmax (ω0 ) |
|
|
|
|
|
K |
|
|
N2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
ω |
|
|
c ω |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g2 |
|
|
|
g1 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
m |
/ g |
m |
|
|
|
|
|
E |
m |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
exp |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Nn / gn |
|
|
|
|
kT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|