Лазер - что это такое?

Разговоры на отвлеченные темы

Модераторы: morozov, mike@in-russia

Fedor

Лазер - что это такое?

Номер сообщения:#1   Fedor » Чт май 22, 2008 17:34

Лазеры очень прочно завоевали своё место в науке и технике,. Эти устройства принято называть квантовыми генераторами. Какое красивое название? А еще интереснее, когда между определенными урвнями энерги, однозначно связанными с генерируемой частотой, совершенно загадочным способом прыгают электроны. И живут они на этих уровнях совершенно определенное время, подчиняясь законам квантовой механики. Очень красиво, а, главное, загадочно.
Но если мы скажем, что всё это к реальной ситуации никакого отношения не имеет, то многие будут очень разочарованы. Главное пропадет ореол загадочности, а сказки всегда любят слушать не только дети, но и взрослые. Но имеется ли хоть какой-нибудь сухой остаток от этих сказок?
В мире нас повсюду окружают различные резонансные системы и все гармонические звуки или монохроматические электромагнитные колебания порождаются при помощи механических или электрических резонансных систе. Мы знаем, что одна и та же резонансная система может иметь много резонансов. Наприме, струна, у которой резонансные частоты связаны с её длиной, упругостью стали, из которой она выполнена, и натяжением. Но для каждой конкретно натянутой струны её резонансные частоты однозначно связаны с её длиной таким образом, что при на резонансных частотах на её длине должно укладываться целое число длин полуволн данного колебания. Таким образом, самым низкочастотным колебанием струны будет случай, когда на заданной длине струны укладывается одна полуволна. Для следующей более высокой резонансной частоты должно укладываться две полуволны и т.д. Это приводит к тому, что спектр резонансных частот сгущается в области высоких частот.
Существуют и электромагнитные резонансные системы, в которых колебания осуществляют электромагнитные поля, колеблющиеся внутри ограничивающих их распространение границ. Такие реонаесные системы принято называть объёмными резонаторами. Но их резонансные частоты подчиняются уже более сложным законам, чем резонансные частоты струны. Но все они могут быть лекко вычислены в рамках уравнений Максвелла при правильном определении граничных условий, т.е. условий, которым подчиняются поля на ограничивающих данный объём границах.
Резонировать могут и связанные заряды, например те, которые составляют атом или молекулу. Даже простой атом водорода обладает очень большим количеством резонансных частот. Но вот физическая природа возникновения этих резонансов, а также какие-то физические модели возникновения этих резонансов до сих пор остаются не выясненными. Физически остается неясным также то, почему численные значения резонансных частот подчиняется именно экспериментально полученным значениям.Собственно эта проблема и послужила созданию квантовой механики, где электрон в атоме должен таким странным образом перепрыгивать с одного энергетического уровне на другой.
Но отвлечемся на некоторое время от природы самих резонансов атомных систем, приняв их пока как некий экспериментальный факт физически нам непонятный. Конечно, если есть некий резонанс, то обычно существуют и методы его возбуждения. Ну, например, мы можем ударить молотком по колоколу, или тем же атомом по атому. И в том и вдругом случае возникнут колебания, в первом случае механические, во втором случае ? электрические. Этот метод возбуждения колебаний называется ударным. Но если у нас в распоряжении имеется один атом, то мощность его излучения будет ничтожно малой. При создании лазеров перед нами стоит задача взять громадное количество таких резонансных систем и заставить их синхронно колебаться, таким образом, чтбы фазы их колебаний были синхронизированы. Тогда произойдет сложение мощностей таких генераторов, и мы получим то, что принято называть двухуровневым лазером. Имено ударно или каким-либо другим образом возбуждаемый ансамбль большого количества микроскопических резонансных систем и преставляет двухуровневый лазер. Мы в самом начале вспоминали о времени жизни атомов в возбужденном состоянии, которым оперирует квантовая механика. В действительности же это то время, за которое реонансная система или их совокупность отдаёт определенное количество своей энергии во внешнюю среду. Поскольку сам процесс уменьшения запасенной энергии подчиняется экспоненциальному закону, обычно этим временем принято считать время, за которое амплитуда колебаний в резонансной системе уменьшается в е раз.
Таким образом, мы видим, что с одной стороны есть вполне прозрачный физический процесс, когда по определенным правилам происходит вобуждение большого количества электрических резонансных систем и последующая передача полученной при этом энергии во внешнюю среду. С другой стороны имется некий математический аппарат, называемый квантовой механикой, который, не вникая в физическую суть вопроса, дает правильный математический ответ. Мы часто используем математическую схоластику для решения различных физических задач, и нам часто безразлично, почему именно такой метод дает правильный результат. Например, при помощи комплексных величин мы очень просто превращаем интегро-дифференциальные уравнения в алгебраические, решение которых является гораздо более простым. Но, почему этот метод так хорошо работает, мы, в сущности, не знаем.
Ту ошибку, которую допускают многие физики, заключается в том, что они пытаются различным математическим преобразованиям и символам присваивать физический смысл. Но какой, например, физический смысл содержит в себе метод комплексных величин? Так и в квантовой механике. Кокой, например, физический смысл имеют операторы физических величин?
Таким образом, то, что мы называем квановым генератором, представляет из себя совокупность большого количества резонансных систем, которые мы умеем синфазно возбуждать, например ударным способом. А после такого возбуждения вся система по законам обычной электродинамики высвечивает полученную таким образом энергию во внешнее пространство. А, поскольку колебания всех резонансных систем происходит синфазно, то, как и в любой мнгоэлементной антенне, можно получить высокую степень направлености излучения, что и наблюдается в лазерах.
Но может возникнуть вопрос, а что же тогда представляет из себя трехуровневый квонтовый генеротор, когда мы ?забрасываем? электроны сначала на верхний уровень, а затем энергия высвечивается на совсем другой частоте. Может здесь и происходит то перепрыгивание с одного энергетического уровня на другой? На этот вопрос тоже есть очень простой физический ответ. Такая система представляэт из себя парметрический генератор, когда за счет нелинейности среды мы можем перекачивать энергию из одной резонансной системы в другую. Метод рассчета таких процессов хорошо разработан в СВЧ технике для одиночных резонансных систем и представлен уравнениями Менли-Роу.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#2   morozov » Пт май 23, 2008 1:45

Собственно эта проблема и послужила созданию квантовой механики, где электрон в атоме должен таким странным образом перепрыгивать с одного энергетического уровне на другой.
ну началось совсем не с этого с теплового излучения и теплоемкости газов некоторых кристаллов ...
этим занимались Планк и может на так известно, но Эйнштейн развил теорию Планка, доказав, что классика не может объяснить не только излучение света но и теплоемкости газов и кристаллических тел...
...попутно он вывел из очень простых соображений свои знаменитые А и В коэффициенты спонтанного и индуцированного излучения отдельных осцилляторов.
Атомная теория, созданная лет через десять позволила посчитать эти коэффициенты для реальных атомов...
.. насчет "перескоков" это вы могли увидеть только в дурной литературе...
При создании лазеров перед нами стоит задача взять громадное количество таких резонансных систем и заставить их синхронно колебаться, таким образом, чтбы фазы их колебаний были синхронизированы.
правильно, просто как выяснилось индуцированное излучение находится в фазе с падающим... осталось только ка можно больше возбужденных атомов поместить в резонатор с достаточно большой добротностью...
Например, при помощи комплексных величин мы очень просто превращаем интегро-дифференциальные уравнения в алгебраические, решение которых является гораздо более простым. Но, почему этот метод так хорошо работает, мы, в сущности, не знаем.
хороший пример..именно поэтому многим это кажется чудом...однако чуда нет. Это просто более короткая запись...вполне можно решить обойдясь действительными числами..
и наоборот в электродинамике можно обойтись одним комплексным полем - все получается очень компактно и красиво.. НУ не прижилось это...да и (возможно) несовместимо это с коплексной записью волновых процессов.
Ту ошибку, которую допускают многие физики, заключается в том, что они пытаются различным математическим преобразованиям и символам присваивать физический смысл.
наоборот если этого не сделать, вместо физики получится ерунда. Все величины должны иметь точное и однозначное определение....
Таким образом, то, что мы называем квановым генератором, представляет из себя совокупность большого количества резонансных систем, которые мы умеем синфазно возбуждать, например ударным способом.
синфазное возбуждение возможно только когерентным излучением...
Лазеры возбуждаются несинфазно. Такая беда...
Такая система представляэт из себя парметрический генератор, когда за счет нелинейности среды мы можем перекачивать энергию из одной резонансной системы в другую.
эко куда вас занесло.. это просто неверно ..среда линейна, да и параметрически можно накачивать только кратные частоты...
НО параметрические явления есть и используются. для этого нужны нелинейные среды...
Метод рассчета таких процессов хорошо разработан в СВЧ технике для одиночных резонансных систем и представлен уравнениями Менли-Роу.
не смешите... во-первых ФИЗИКА этого описывается уравнения Матье, во вторых в нелинейной оптике считаются распределенные системы...
...я уже вроде говорил, что радиотехника это прикладная область физики, а параметрические процессы исследованы Мандельштамом и Папалекси ..
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Fedor

Номер сообщения:#3   Fedor » Пт май 23, 2008 21:00

morozov писал(а):
Собственно эта проблема и послужила созданию квантовой механики, где электрон в атоме должен таким странным образом перепрыгивать с одного энергетического уровне на другой.
ну началось совсем не с этого с теплового излучения и теплоемкости газов некоторых кристаллов ...
этим занимались Планк и может на так известно, но Эйнштейн развил теорию Планка, доказав, что классика не может объяснить не только излучение света но и теплоемкости газов и кристаллических тел...
...попутно он вывел из очень простых соображений свои знаменитые А и В коэффициенты спонтанного и индуцированного излучения отдельных осцилляторов.
Атомная теория, созданная лет через десять позволила посчитать эти коэффициенты для реальных атомов...
.. насчет "перескоков" это вы могли увидеть только в дурной литературе...
При создании лазеров перед нами стоит задача взять громадное количество таких резонансных систем и заставить их синхронно колебаться, таким образом, чтбы фазы их колебаний были синхронизированы.
правильно, просто как выяснилось индуцированное излучение находится в фазе с падающим... осталось только ка можно больше возбужденных атомов поместить в резонатор с достаточно большой добротностью...
Например, при помощи комплексных величин мы очень просто превращаем интегро-дифференциальные уравнения в алгебраические, решение которых является гораздо более простым. Но, почему этот метод так хорошо работает, мы, в сущности, не знаем.
хороший пример..именно поэтому многим это кажется чудом...однако чуда нет. Это просто более короткая запись...вполне можно решить обойдясь действительными числами..
и наоборот в электродинамике можно обойтись одним комплексным полем - все получается очень компактно и красиво.. НУ не прижилось это...да и (возможно) несовместимо это с коплексной записью волновых процессов.
Ту ошибку, которую допускают многие физики, заключается в том, что они пытаются различным математическим преобразованиям и символам присваивать физический смысл.
наоборот если этого не сделать, вместо физики получится ерунда. Все величины должны иметь точное и однозначное определение....
Таким образом, то, что мы называем квановым генератором, представляет из себя совокупность большого количества резонансных систем, которые мы умеем синфазно возбуждать, например ударным способом.
синфазное возбуждение возможно только когерентным излучением...
Лазеры возбуждаются несинфазно. Такая беда...
Такая система представляэт из себя парметрический генератор, когда за счет нелинейности среды мы можем перекачивать энергию из одной резонансной системы в другую.
эко куда вас занесло.. это просто неверно ..среда линейна, да и параметрически можно накачивать только кратные частоты...
НО параметрические явления есть и используются. для этого нужны нелинейные среды...
Метод рассчета таких процессов хорошо разработан в СВЧ технике для одиночных резонансных систем и представлен уравнениями Менли-Роу.
не смешите... во-первых ФИЗИКА этого описывается уравнения Матье, во вторых в нелинейной оптике считаются распределенные системы...
...я уже вроде говорил, что радиотехника это прикладная область физики, а параметрические процессы исследованы Мандельштамом и Папалекси ..
Конечно, ультрафиолетовая катастрофа сыграла немаловажную, может быть даже решающую роль в этом процессе, а отклонение от закона Дюлонга и Пти и кубическая зависимость теплоемкости помогли этому. Но мне всегда почему-то казалось, что положил этому начало Нильс Бор, когда ввел электронные орбиты между которыми и возможны разрешенные переходы по принципу отбора Паули. Но тут я могу что-то путать. Но я хорошо знаю то, что между Нильсом Бором и Эйнштейном не было согласия по поводу квантовой механики и последний так до конца дней своих так её и не прзнал. Но думаю, что вся эта история не так уж важна, потому что квантовая механика живет и пока процветает.
Теперь о спонтанном и "загадочном" индуцированном излучении. Спонтанное излучение это тот случай, когда реонатор возбудили и оставили в одиночестве излучучать или тататить свою энергию на разогрев стенок или куда либо еще. Этот процесс протекает по экспоненциальному закону и тут все понятно. Но вот индуцированное излучение это с точки зрения классической электродинамики загадка. Представляете малая порция квантов, брошенная на активное вещество, получает мощный ответ на той же частоте в том же направлении и с такой же поляризацией. Действительно чудо, действительно квантовый генератор. Но для того чтобы действительно на физическом уровне понять это явление нужно хорошо знать радиотехнику и её историю. Еще на заре ее развития, когда не было хороших усилителей, особенно в высокочастотном диапазоне, а генераторы уже были, радиолюбители придумали один очень интересный способ усиления. Они брали генератор и ставили его в режим на пороге возбуждения. Т.е. коэффициент положительной обратной связи подбирали таким, что генератор вот-вот загенерирует. И вот есл в этом режиме на управляюший электрод такого недовозбужденного генератора подать слабый сигнал, то генератор отвечает на это очень сильным ответным когерентным сигналом. Этот режим называется режимом регенеративного усиления. На первых порах развития приёмо-передающих систем это был пожалуй единственный эффективный способ усиления. Поэтому то, что мы называем стимулированным излучением, это ни что иное, как регенерптивный режим работы. Но влазерах он имеет свои особенности. В нашем распоряжении имется не один генератор, а громадное их количество, поэтому прежде чем они смогут отдавать энергию нужно их синхронизировать. Как это делается. В лазерах ударного возбуждения (например рубидевый лазе) когда на рабочий кристалл падает импульс от лампы вспышки синхронизация происходит в процессе распространения фронта волны накачивающего сигнала через крисалл. Нам только кажется, что лазер возбуждается несинфазно. Вы знаете, что если по резонансной системе ударить сигналом с широким спектром, т он все равно заберет энергию в пределах своей полосы и после окончания возбуждающего сигнала будет еще некоторое время звенеть. В лазерах непрерывного действия таких как гелий -неоновые лазеры процесс синхронизации и накачки происходит одновременно.
О том что работа трехуровневых лазеров возможна только в нелинейных средах можно прочесть в книге Ярив А. Квантовая электродинамика и нелинейная оптика. Сов. радио: Москва, 1973.- 454 с.
Теперь относительно математических символов и их физического смысла. Ну какой, например, физический смысл у операторов физически величин?
Не всёли равно, кто и как исследовал параметрические процессы и принцип парметрического усиления, важно то, что он повсеместно используется, в том числе и в трехуровневых лазерах. Кстати соотношения Менли -Роу формулируют общий принцип параметрического усиления и не только для кратных частот, который можно распространять и на распределенные системы.
С уважением, Менде Федор Федорович.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#4   morozov » Сб май 24, 2008 4:12

Но мне всегда почему-то казалось, что положил этому начало Нильс Бор, когда ввел электронные орбиты между которыми и возможны разрешенные переходы по принципу отбора Паули.
Одно из (многих) убедительных доказательств квантовой природы всего вымораживание мод в твердом теле в алмазе неклассическое поведение начинается с комнатных температур, Многоатомные газы продемонстрировали квантование вращалеьного момента...
.
сначала был де Бройль.. от него пошел и Бор, затем Зоммерфельд усовершенствовал модель Бора, но она оказалась некудышной.. и представляет только исторический интерес...
Шредингер, Дирак и затем целая толпа...
и сбоку Гейзинберг...

наверно самой нагляной формулировкой КМ является интегралы по траекториям Фейнмана...
впрочем при практических расчетах модно обойтись уравнением Шредингера... различные правила следуют из него... вроде костылей для сложных случаях...
Но я хорошо знаю то, что между Нильсом Бором и Эйнштейном не было согласия по поводу квантовой механики и последний так до конца дней своих так её и не прзнал.
это не так просто... согласия в трактовке нет и сейчас...
И не надо говрить, что один из создателей квантовой теории ее не признал...как раз Эйнштейн доказал недостаточность классики и необходимость квантового описания вещества.
Речь идет о неких правилах, в народе называемых копенгагенской интерпретацией КМ... мое мнение - это некое упрощение... попытки найти еще более простую интерпретацию естественно не проходят..
Представляете малая порция квантов, брошенная на активное вещество, получает мощный ответ на той же частоте в том же направлении и с такой же поляризацией. Действительно чудо
не такое уж и чудо все описывает полуклассической моделью достаточно хорошо... есть задачи поинтереснее и действительно удивительные...
Но для того чтобы действительно на физическом уровне понять это явление нужно хорошо знать радиотехнику и её историю
а вы батенька не маньяк? не думаю, что вы радиотехнику знаете сильно лучше физиков....
Не вы первый предлагаете эквивалентные схемы...
это скорее просто наглядное переставление физических процессов...
К примеру в акустике они иногда применяются (Ржевкин)..в квантовой механике это блестяще проделал Шокли, один из изобретателей транзистора (очень советую почитать его книгу Полупроводники)..
Вы наверняка должны знать об эквивалентных схемах транзисторов...
это просто примочки, НАПРИМЕР Шокли разбил свою книгу на три части первая, популярная - там электроны изображаются автомобильчиками, вторая полупопулярная та распространение электронов описывается как распространение ЭМ волн в линиях LС, поскольку уравнения формально совпадают.. третья физическая... ясно, любая популяризация это вроде пересказа вкуса омаров...
На первых порах развития приёмо-передающих систем это был пожалуй единственный эффективный способ усиления
.

Вы бедете смеяться но и сейчас синхронный прием самый распространенный... конечно все не так просто ... но если интеерсно могу рассказать...

интересно что вы скажете по поводу полупроводникового лазера где электроны (или дырки) просто находятся на на некотором энегетическом уровне и отдают энергию "ха ню" если появляется подходящая частота...
О том что работа трехуровневых лазеров возможна только в нелинейных средах можно прочесть в книге Ярив А. Квантовая электродинамика и нелинейная оптика.
прочтите сами, лучше вслух... разумеется любая среда нелинейна... но это не существенно для работы лазера...
Теперь относительно математических символов и их физического смысла. Ну какой, например, физический смысл у операторов физически величин?
вы сами ответили на вопрос "у операторов физических величин".

Ва говорили, что знаете радиотехнику... возьмите Андре Анго Математика для электро-радио инженеров.. там полно операторов...
Не всёли равно, кто и как исследовал параметрические процессы и принцип парметрического усиления, важно то, что он повсеместно используется, в том числе и в трехуровневых лазерах.
физически это неверно..
Кстати соотношения Менли -Роу формулируют общий принцип параметрического усиления и не только для кратных частот, который можно распространять и на распределенные системы.
ну и что?
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Fedor

Номер сообщения:#5   Fedor » Сб май 24, 2008 8:18

morozov писал(а):
Но мне всегда почему-то казалось, что положил этому начало Нильс Бор, когда ввел электронные орбиты между которыми и возможны разрешенные переходы по принципу отбора Паули.
Одно из (многих) убедительных доказательств квантовой природы всего вымораживание мод в твердом теле в алмазе неклассическое поведение начинается с комнатных температур, Многоатомные газы продемонстрировали квантование вращалеьного момента...
.
сначала был де Бройль.. от него пошел и Бор, затем Зоммерфельд усовершенствовал модель Бора, но она оказалась некудышной.. и представляет только исторический интерес...
Шредингер, Дирак и затем целая толпа...
и сбоку Гейзинберг...

наверно самой нагляной формулировкой КМ является интегралы по траекториям Фейнмана...
впрочем при практических расчетах модно обойтись уравнением Шредингера... различные правила следуют из него... вроде костылей для сложных случаях...
Но я хорошо знаю то, что между Нильсом Бором и Эйнштейном не было согласия по поводу квантовой механики и последний так до конца дней своих так её и не прзнал.
это не так просто... согласия в трактовке нет и сейчас...
И не надо говрить, что один из создателей квантовой теории ее не признал...как раз Эйнштейн доказал недостаточность классики и необходимость квантового описания вещества.
Речь идет о неких правилах, в народе называемых копенгагенской интерпретацией КМ... мое мнение - это некое упрощение... попытки найти еще более простую интерпретацию естественно не проходят..
Представляете малая порция квантов, брошенная на активное вещество, получает мощный ответ на той же частоте в том же направлении и с такой же поляризацией. Действительно чудо
не такое уж и чудо все описывает полуклассической моделью достаточно хорошо... есть задачи поинтереснее и действительно удивительные...
Но для того чтобы действительно на физическом уровне понять это явление нужно хорошо знать радиотехнику и её историю
а вы батенька не маньяк? не думаю, что вы радиотехнику знаете сильно лучше физиков....
Не вы первый предлагаете эквивалентные схемы...
это скорее просто наглядное переставление физических процессов...
К примеру в акустике они иногда применяются (Ржевкин)..в квантовой механике это блестяще проделал Шокли, один из изобретателей транзистора (очень советую почитать его книгу Полупроводники)..
Вы наверняка должны знать об эквивалентных схемах транзисторов...
это просто примочки, НАПРИМЕР Шокли разбил свою книгу на три части первая, популярная - там электроны изображаются автомобильчиками, вторая полупопулярная та распространение электронов описывается как распространение ЭМ волн в линиях LС, поскольку уравнения формально совпадают.. третья физическая... ясно, любая популяризация это вроде пересказа вкуса омаров...
На первых порах развития приёмо-передающих систем это был пожалуй единственный эффективный способ усиления
.

Вы бедете смеяться но и сейчас синхронный прием самый распространенный... конечно все не так просто ... но если интеерсно могу рассказать...

интересно что вы скажете по поводу полупроводникового лазера где электроны (или дырки) просто находятся на на некотором энегетическом уровне и отдают энергию "ха ню" если появляется подходящая частота...
О том что работа трехуровневых лазеров возможна только в нелинейных средах можно прочесть в книге Ярив А. Квантовая электродинамика и нелинейная оптика.
прочтите сами, лучше вслух... разумеется любая среда нелинейна... но это не существенно для работы лазера...
Теперь относительно математических символов и их физического смысла. Ну какой, например, физический смысл у операторов физически величин?
вы сами ответили на вопрос "у операторов физических величин".

Ва говорили, что знаете радиотехнику... возьмите Андре Анго Математика для электро-радио инженеров.. там полно операторов...
Не всёли равно, кто и как исследовал параметрические процессы и принцип парметрического усиления, важно то, что он повсеместно используется, в том числе и в трехуровневых лазерах.
физически это неверно..
Кстати соотношения Менли -Роу формулируют общий принцип параметрического усиления и не только для кратных частот, который можно распространять и на распределенные системы.
ну и что?
Валерий Борисович, за все это громадное спасибо.
С уважением Менде Федор Федорович.
Но все же, как насчет Зощенко и его влюбленных?

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#6   morozov » Вс май 25, 2008 3:44

о параметрических генераторах света
БСЭ
... Нелинейная оптика и спектроскопия. Параметрический генератор света. Развитие Нелинейная оптика позволило усовершенствовать методы оптической спектроскопии и разработать принципиально новые методы нелинейной и активной спектроскопии (см. Спектроскопия лазерная). Важная проблема абсорбционной спектроскопии - создание подходящего источника света, перестраиваемого по частоте. Нелинейная оптика дает радикальное решение проблемы: наряду со сложением фотонов в нелинейной среде возможен обратный процесс - когерентный распад фотона частоты на два фотона частот w1 и w2, удовлетворяющих условию = w1+ w2. Процесс идет эффективно, если одновременно выполнены условия волнового синхронизма: kл = k1 + k2.

На этом принципе основано действие параметрического генератора света. При фиксированной частоте (частоте накачки) частоты w1 и w2 можно варьировать в широких пределах (сохраняться должна лишь их сумма), изменяя параметры среды, влияющие на выполнение условий синхронизма. С помощью таких генераторов уже сейчас возможно перекрытие длинноволновой части видимого и ближней части инфракрасного диапазонов. Созданы параметрические генераторы света и в далекой инфракрасной области. Параметрический генератор света - удобный источник света для абсорбционных спектрометров; с его появлением оптики получили перестраиваемый, стабильный, легко управляемый источник когерентного излучения (накладывая на нелинейный электрическое поле, можно осуществить частотную или амплитудную модуляцию излучения....
http://www.oval.ru/enc/47013.html

в догонку
AU Бегишев И.А., Горелик И.Г., Дахин А.А., Зиновьев А.В.,
Камалов Ш.Р., Усманов Т.
TR Высокоэффективный параметрический усилитель света с инжекцией
затравочного сигнала
RR Описан высокоэффективный суперлюминисцентный параметрический
усилитель света на кристалле KDP аппертурой 50 х 50 мм с
инжекцией затравочного излучения лазера на LiF:F^{-}_{2}-центрах
окраски. Накачкой параметрического усилителя служит излучение
третьей гармоники мощного неодимового лазера. Максимальная
эффективность преобразования энергии накачки в параметрические
волны 67% достигнута за счет специального профилирования
взаимодействующих пучков при использовании системы
автоматического контроля пространственного профиля пучка на
основе фоточувствительного прибора с зарядовой связью. Энергия
параметрических волн, перестраиваемых в диапазонах 1.09-1.21 мкм
и 0.494-0.518 мкм, составила 0.66 Дж при дифракционной
расходимости и ширине спектра 0.06 Ангстрем.
http://www.ufn.ru/ufn89/ufn89_3/Russian/r893k.pdf
________________________________________

Лазеры возбуждаются некогерентно.
Кроме импульс накачки предшествует...генераторному импульсу... (в импульсных лазерах)

... еще в химических и эксимерных лазерах накачка проиходит в результате химической реакции...
... я уж не говорю об накачке электронами (током) - газовые и полупроводниковые лазеры
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Fedor

Номер сообщения:#7   Fedor » Вс май 25, 2008 8:07

morozov писал(а):о параметрических генераторах света
БСЭ
... Нелинейная оптика и спектроскопия. Параметрический генератор света. Развитие Нелинейная оптика позволило усовершенствовать методы оптической спектроскопии и разработать принципиально новые методы нелинейной и активной спектроскопии (см. Спектроскопия лазерная). Важная проблема абсорбционной спектроскопии - создание подходящего источника света, перестраиваемого по частоте. Нелинейная оптика дает радикальное решение проблемы: наряду со сложением фотонов в нелинейной среде возможен обратный процесс - когерентный распад фотона частоты на два фотона частот w1 и w2, удовлетворяющих условию = w1+ w2. Процесс идет эффективно, если одновременно выполнены условия волнового синхронизма: kл = k1 + k2.

На этом принципе основано действие параметрического генератора света. При фиксированной частоте (частоте накачки) частоты w1 и w2 можно варьировать в широких пределах (сохраняться должна лишь их сумма), изменяя параметры среды, влияющие на выполнение условий синхронизма. С помощью таких генераторов уже сейчас возможно перекрытие длинноволновой части видимого и ближней части инфракрасного диапазонов. Созданы параметрические генераторы света и в далекой инфракрасной области. Параметрический генератор света - удобный источник света для абсорбционных спектрометров; с его появлением оптики получили перестраиваемый, стабильный, легко управляемый источник когерентного излучения (накладывая на нелинейный электрическое поле, можно осуществить частотную или амплитудную модуляцию излучения....
http://www.oval.ru/enc/47013.html

в догонку
AU Бегишев И.А., Горелик И.Г., Дахин А.А., Зиновьев А.В.,
Камалов Ш.Р., Усманов Т.
TR Высокоэффективный параметрический усилитель света с инжекцией
затравочного сигнала
RR Описан высокоэффективный суперлюминисцентный параметрический
усилитель света на кристалле KDP аппертурой 50 х 50 мм с
инжекцией затравочного излучения лазера на LiF:F^{-}_{2}-центрах
окраски. Накачкой параметрического усилителя служит излучение
третьей гармоники мощного неодимового лазера. Максимальная
эффективность преобразования энергии накачки в параметрические
волны 67% достигнута за счет специального профилирования
взаимодействующих пучков при использовании системы
автоматического контроля пространственного профиля пучка на
основе фоточувствительного прибора с зарядовой связью. Энергия
параметрических волн, перестраиваемых в диапазонах 1.09-1.21 мкм
и 0.494-0.518 мкм, составила 0.66 Дж при дифракционной
расходимости и ширине спектра 0.06 Ангстрем.
http://www.ufn.ru/ufn89/ufn89_3/Russian/r893k.pdf
________________________________________

Лазеры возбуждаются некогерентно.
Кроме импульс накачки предшествует...генераторному импульсу... (в импульсных лазерах)

... еще в химических и эксимерных лазерах накачка проиходит в результате химической реакции...
... я уж не говорю об накачке электронами (током) - газовые и полупроводниковые лазеры
Уважаемый, Валерий Борисович!
Я на протяжении многих лет параллельно с основной работой читал лекции на радиофизическом факультете Харьковского госуниверситета. Данная работа не претендует на большую строгость. Она написана в основном для людей не очень знающих всякие тонкости, чтобы дать хоть какое-то наглядное представление о тех физических процессах, которые при этом происходят. Студенты очень хорошо воспринимают такой подход, особенно когда говоришь им, что можно поставить вместо лазера десять милионов гномиков с колокольчиками и заставить гномиков одновремено по ним ударить.
Я все таки очень хотел бы, чтобы мы вернулись к обсуждению вопросов дисперсии, т.к. это гораздо более важная тема, чем гномики с колокольчиками. Тем более у нас на очереди стоит еще одна такого же типа но пожалуй более важная тема. Но пежде, чем к ней перейти, нужно закончить эту тему.
С уважением, Менде Федор Федорович.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#8   morozov » Сб май 31, 2008 3:55

Данная работа не претендует на большую строгость.
я вижу. Квантовая электроника не ваш конек...
Студенты очень хорошо воспринимают такой подход, особенно когда говоришь им, что можно поставить вместо лазера десять милионов гномиков с колокольчиками и заставить гномиков одновремено по ним ударить.
детей обманывать нехорошо... моделька не соотвествует положению дел.

в непрерывных лазерах ее просто некуда прилепить а в импульсных с оптической накачкой и модулированной добротностью СНАЧАЛА импульс накачки совершенно некогерентный, практический белый свет. потом или спустя какое-то время. генерируется когерентный короткий импульс .
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Fedor

Номер сообщения:#9   Fedor » Сб май 31, 2008 10:55

morozov писал(а):
Данная работа не претендует на большую строгость.
я вижу. Квантовая электроника не ваш конек...
Студенты очень хорошо воспринимают такой подход, особенно когда говоришь им, что можно поставить вместо лазера десять милионов гномиков с колокольчиками и заставить гномиков одновремено по ним ударить.
детей обманывать нехорошо... моделька не соотвествует положению дел.

в непрерывных лазерах ее просто некуда прилепить а в импульсных с оптической накачкой и модулированной добротностью СНАЧАЛА импульс накачки совершенно некогерентный, практический белый свет. потом или спустя какое-то время. генерируется когерентный короткий импульс .
Конечно, отказаться от такого красивого названия, как квантовые генераторы очень трудно. Но хочет ли этого кто-то или не хочет принцип генерации здесь полностью классичекий. Это громадное количество обычных осциляторов, которые мы сумели каким-то образом (причем не очень важно каким именно) синхронно возбудить. Не спорю, синхронное возбуждение такого большдого количества осцилляторов, тем более разнесенных в пространстве, вопрос непростой и требует определенных ухищрений. Так что насчет обмана детишек Вы не правы.
С уважением Менде Федор Федорови.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#10   morozov » Сб май 31, 2008 12:54

Не спорю, синхронное возбуждение такого большдого количества осцилляторов, тем более разнесенных в пространстве, вопрос непростой и требует определенных ухищрений.
Да он просто никак не соотвествует ни одному типу квантовых генераторов.... напрмиер, аммиачный мазер (обязательно прочитайте описание его работы у Фейнмана). Никакие ухищрения не проходят для объяснения.. вне резонатора активная среда высвечивается некогерентно. Сравните свет светодиода и полупроводникового лазера.
Индуцированное излучение осциллятора экспериментальный факт не имеющий аналога в классике.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Fedor

Номер сообщения:#11   Fedor » Сб май 31, 2008 14:36

morozov писал(а):
Не спорю, синхронное возбуждение такого большдого количества осцилляторов, тем более разнесенных в пространстве, вопрос непростой и требует определенных ухищрений.
Да он просто никак не соотвествует ни одному типу квантовых генераторов.... напрмиер, аммиачный мазер (обязательно прочитайте описание его работы у Фейнмана). Никакие ухищрения не проходят для объяснения.. вне резонатора активная среда высвечивается некогерентно. Сравните свет светодиода и полупроводникового лазера.
Индуцированное излучение осциллятора экспериментальный факт не имеющий аналога в классике.
Мы уже с Вами ранее договорились, что аналогом индуцированного излучения в лазерах является регенеративный принцип усиления, или если хотите принцип синхронизации, когда при помощи слабого сигнала мы можем синхронизировать мощный генератор. А что касается вобще принципов генерции, то он в природе один, это так называемый баланс фаз и баланс амплитуд и этот принцип используется в любых генероторах непрерывных колебаний, если не считать конечно синхронозации. Что же касается так называемого двухуровневого лазерв, так его работу представляет уравнение гармонического осциллятора с правой часть. Уберите правую часть и Вы получите так называемый холодный лазерный резонатор, который представляет из себя обычный резонатор, в котором колебания затухают по экспоненциальному закону. Так что я детишек не обманываю.
С уважением, Менде Федор Федорович.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#12   morozov » Вт июн 03, 2008 15:14

Мы уже с Вами ранее договорились, что аналогом индуцированного излучения в лазерах является регенеративный принцип усиления, или если хотите принцип синхронизации, когда при помощи слабого сигнала мы можем синхронизировать мощный генератор.
идея хорошая, в какой-то мере она соотвествует действительности .... синхронизация генератора действительно имеет место быть.
Но лазер основан не на этом...
Во первых не всегда это осциллятор (контур). Во вторых классическая антенна излучает независимо от внешнего поля.
ИНДУЦИРОВАННОЕ излучение не имеет классического аналога.

..представления об устройстве атома (молекулы) точны и не допускают произвола в предположениях. Шаг в сторону и вы попадаете в противоречие с известными экспериментами.
..приближенные модели, типа атома Бора, или гармонического осциллятора годятся только для определенных случаев, в основном для иллюстрации. Ваша модель не годится и для этого в классике нет аналога лазеру это существенно квантовый прибор.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Fedor

Номер сообщения:#13   Fedor » Вт июн 03, 2008 17:02

Валерий Борисович, я думаю, что ничего плохого не будет в том, если по данному вопросу мы с Вами останемся на своих позициях. Есть вопросы покруче, я имею ввиду дисперсию. Но по этой теме Вы почему-то молчите. Может Вы на меня обиделись? Но в этом вопросе я же Ваш ученик, и первые три тезиса ваших принципов мне очень даже нравятся. Это действительно по мужски. Но сколь бы не были мы с Вами маленькимы пылинками в этой религии под названием "наука", мы не должны забывать о принципе регенеративного усиления, который изобрели самые обычные радиолюбители.
С искренним уважением, Ваш ученик Менде Федор Федорович.

Теперь относительно Онучина. Правду сказать, я не знаю, чем он нам может помочь в этом деле. Но раз Вы считаете нужным послать ему эти материалы -посылайте. Пускай люди понемногу начинают читать. В сущности то, что я Вам послал, это тоько верхушка айсберга. В монографии приведен самый показательный эксперимент, ведь книга это не научная статья. Мы провели сотни если не тысячи подобных экспериментов с различными крнфигурациями токонесущих систем, начиная от леночных и кончая сверхпроводящими ниобиевыми цилиндрами и торами. Причем токи исчисляемые десятками тысяч ампер мы всегда вводили только индукционным способом. И кругом один и тот же результат. Даже заземленная структура наводит в окружающем пространстве поля, эквивалентные появлению на ней отрицательного заряда даже в том случае, если структура заземлена.
И еще один вопрос. Я уже написал статью по кинетической индуктивности, не обойдя вопрос и о комплексном векторе Пойнтинга. Но там много формул. И если мне понятно, как их вписывать на других форума, то никак не могу понять, как это делается на вашем форуме. Если можно дайте необходимые разъяснения.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#14   morozov » Вт июн 03, 2008 20:28

В сущности то, что я Вам послал, это тоько верхушка айсберга.
я бы начал с картинки ?1

Потенциал меняется про переходе в сверхпроводящее состояние.
это интересно. В.Л. Гинзбург частенько настаивал на изучении термоэлектрических явлений в сверхпроводниках...
изменение потенциала при фазовом переходе вещи обычная, но это не знчит, что это не надо изучать...
Давайте остановимся на этом эксперименте. Начнем с подробностей. А?
И если мне понятно, как их вписывать на других форума, то никак не могу понять, как это делается на вашем форуме.
пока это не сделано... у народа руки не доходят...
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Fedor

Номер сообщения:#15   Fedor » Вт июн 03, 2008 20:49

Валерий Борисович, давайте дождемся выхода монографии, а затем уже всё подробно обсудим. Там Вы найдете много интересных моментов и будет много тем для обсуждений. А, пока у нас есть время, давайте вернемся к обсуждению темы дисперсии. Видите ли, Вы же сами сказали, что ошибались и Ампер и Вебер, ну и что. Разьве мы их после этого меньше уважаем. Так и здесь. Но нужно же физикам сказать правду. Нет такого физического параметра как диспергирующая диэлектрическая проницаемость.
К сожалению, пока тема "Могут ли поляризоваться проводники" еще не перенесена в дискусионный раздел. Во всех ведь фундаментальных трудах есть ещё одна ошибка. В проводниках на микроскопическом уровне не может существовать вектор поляризации, т.к. заряды свободны и не могут образовывать электрические диполи. А ведь такой вектор все вводят, путая потенциальную энергию с кинетической. Мы этот вопрос с Sidar обсудили. Между прочим он понял все это с полуслова. Поэтому еще раз прошу о переносе данной темв в Ваш раздел, и у нас с Вами будет возможность (до выхода книги) обсудить и этот вопрос.
С уважением Менде Федор Федорович.

Ответить

Вернуться в «Оффтопик»