Материал: KOE-01_-_Opredelenia_Koeffitsienty_Eynshteyna
56 
Двухуровневая схема
Упрощения g1=g2=1 |
|
ρн=ρ12 |
|
|
В12=В21 |
|
|
||||||||
|
dN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
ρ B |
|
|
|
|
1 |
|
( A21 12B21)N2 12B12 N1 |
0, |
|
|
N1 |
|
21 |
12 21 |
N. |
|
|||
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
A21 2 ρ12 B21 |
|
|
|||
|
dN |
2 |
|
12B12 N1 ( A21 12B21)N2 |
0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
ρ12 B21 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
N 2 |
|
|
|
N , |
||||
|
N1 N2 N. |
|
|
|
A21 2 ρ12 B21 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
57
Предельная накачка
При g1
N2 →
kω→0 - насыщение - «просветление» среды
Достичь инверсии и усиления нельзя
|
При g1≠g2 |
N |
2 |
|
q2 |
N |
|
N1 |
|
q1 |
N |
|
q1 |
q2 |
|
q1 q2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N = N2/g2 - N1/g1 → 0
Достичь инверсии и усиления нельзя
Метод сортировки частиц
Мазер на пучке молекул аммиака
58 
Трехуровневая схема
|
dN2 |
ρ |
B N |
|
[ρ |
B w A ]N |
|
0, |
|
|||||||||
|
|
|
|
0 |
2 |
|
||||||||||||
|
|
dt |
|
|
|
Н 02 |
|
|
Н |
20 21 |
20 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
w21N2 |
w10 N1 0, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N0 N1 N2 N. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim N0 |
lim N2 |
|
w10 |
|
N , |
|
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
2w10 |
w21 |
|
|
|||||||||||||
|
|
í |
|
|
í |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
lim N1 |
w21 |
N . |
|
2w10 w21 |
|||
í |
|
59
Пороговые плотности накачки
Пороговая плотность накачки по инверсии
w (w A )
10 21 20
нB20 (w21 w10 )
Пороговая плотность накачки по генерации
требуется превышение над потерями
Для максимальной инверсии:
w21 велико
(2→1 быстрый)
w10 мало
(Е1 - метастабильный)
В02 велик
(0→2 разрешен) инв
60
Насыщение усиления
w10 не зависит от накачки только без генерации
Вынужденные переходы не только 1→0, но и 0→1
Если ρн растет
инверсия ΔN=N1-N0 растет
усиление растет