ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И ОХЛАЖДЕНИЕ АТОМОВ Условие эффузионного истечения газа при формировании
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ПО КУРСУ «ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И ОХЛАЖДЕНИЕ АТОМОВ»
- Условие эффузионного истечения газа при формировании атомного пучка.
- Сравнить средние и средне квадратичные скорости атомов в источнике и в эффузионном пучке.
- Какая из перечисленных ниже средних скоростей максимальна? Какая – минимальна? Средняя, среднеквадратичная, наиболее вероятная (трехмерные) скорости, средняя проекция скорости на выделенное направление.
- Сколько параметров определяют моду лазера? Чем отличаются моды резонатора типа Фабри-Перо от мод бесконечно длинного волоконного световода?
- На ансамбль атомов действует параллельный пучок резонансного линейно поляризованного изучения Е. Как должно быть ориентировано магнитное поле для наблюдения эффекта Ханле? В каком направлении должно вестись наблюдение флуоресценции (зависимости интенсивности флуоресценции от величины магнитного поля)?
- Какому состоянию, основному или возбужденному должны принадлежать два уровня из трех в «трехуровневом» атоме для наблюдения квантовых биений?
- Каково должно быть соотношение между расщеплением возбужденного состояния Δ, его временем жизни τ (одинаковым для его подуровней) и шириной спектра Г лазерного импульса для наблюдения квантовых биений?
- Формула для ширины резонанса пропускания интерферометра Фабри-Перо (в пренебрежении дифракционными потерями и потерями на поглощение в зеркалах).
- Формула для остроты (резкости) интерферометра.
- Связь между добротностью резонатора Фабри-Перо и его резкостью .
- Формула Таунса-Шавлова для ширины линии генерации газового лазера.
- Каково соотношение между мощностью стимулированного излучения в моду и мощностью спонтанного излучения в моду? Дано NФ – число фотонов в моде.
- Чему равен фактор качества инверсии для газового лазера?
- Межмодовый интервал полупроводникового лазера.
- Ширина линии моды резонатора диодного лазера (R1 = R2 = R).
- Эффективность вывода излучения из резонатора диодного лазера (R1 = R2 = R).
- Ширина линии генерации одномодового диодного лазера. Обсудить отличия от ширины линии газового лазера.
- Принцип действия и устройство фильтра Лио.
- Устройство и назначение селектора Фокса-Смита.
- Два вида оптических развязок. Их достоинства и недостатки.
- Объяснить качественно происхождение фактора (1+α2) в формуле для ширины линии генерации Д.Л.
- Какими параметрами определяется фактор качества инверсии для Д.Л.?
- Среди перечисленных ниже параметров указать те, которые определяют предельную ширину линии генерации непрерывного одночастотного лазера (техническими шумами пренебрегаем).
1) ширина линии усиления, 2) ширина линии моды резонатора, 3) мощность генерации, 4) скорость поступления спонтанных фотонов в моду.
- В чем отличие динамики диодного лазера от динамики газового?
- Чему равен фактор уширения линии генерации полупроводникового лазера (Фактор Генри-Богатова)?
- Чем, определяется скорость диффузии фазы поля излучения одномодового лазера?
- Почему скорость диффузии фазы в диодном лазере (ДЛ) больше, чем в ДЛ с внешним резонатором.
- Почему в перестроечной характеристике диодных лазеров есть разрывы?
- Может ли диапазон перестройки моды, на которой происходит генерация, быть больше межмодового интервала резонатора?
- Может ли время жизни фотона в резонаторе быть меньше времени пролета от зеркала до зеркала?
- Нарисовать зависимости мощности стимулированного излучения, мощности спонтанного излучения и концентрации неравновесных носителей, определяющих инверсию от тока накачки диодного лазера.
- Звуковая волна на частоте f = 400 Гц приводит к гармонической модуляции длины резонатора He-Ne лазера (P>1 мВт) (из-за колебаний зеркал) с амплитудой δl = 1 нм. Как выглядит спектр излучения лазера? Лазер работает в непрерывном одночастотном (без модуляции) режиме. Длина резонатора 0,5 м.
- Какие параметры ДЛ зависят от эффективного показателя преломления:
а) групповая скорость, б) межмодовый интервал, в) плотность энергии электромагнитного поля, г) ширина линии генерации.
- Что значит, что различные продольные моды синхронизированы? Как могут быть синхронизированы колебания с различными частотами?
- В каких условиях контур линии поглощения ансамбля атомов повторяет спектральную зависимость резонансного сечения поглощения атомов?
- Когда справедлива формула , где σ0 – сечение поглощения, λ – длина волны?
- Что описывает Фойхтовский контур (спектральный)?
- Оценить коэффициент поглощения атомов 133Cs в центре доплеровски уширенной линии при концентрации n = 3 ∙ 1010 см-3 на резонансной длине волны λ = 850 нм. Время жизни τ = 30 нс. Доплеровская ширина Д = 400 МГц.
- Может ли увеличение давления газа приводить к сужению спектрального контура?
- В чем состоит условие наблюдения эффекта Дике?
- Каков механизм насыщения поглощения в ансамбле двухуровневых атомов?
- Зависимость поглощения и населенности верхнего уровня в двухуровневых атомах от интенсивности зондирующего излучения.
- Уширении резонанса из-за насыщения.
- Какие дополнительные механизмы насыщения поглощения появляются при переходе от «идеального» двухуровневого атома к реальным многоуровневым?
- Дать качественное объяснение образованию внутридоплеровского резонанса в газе двухуровневых атомов (столкновительным уширением пренебречь).
- Объяснить возникновение перекрестного резонанса для атома с двумя СТ подуровнями возбужденного состояния и одним уровнем основного состояния. Каковы должны быть соотношения ΔνД, ΔνСТ и радиационной шириной возбужденных уровней γ для возможности перекрестного резонанса.
- Вывести формулу для частоты перекрестного резонанса.
- Как изменится спектр поглощения слабого пробного пучка, распространяющегося перпендикулярно насышающему при выключении насыщающего поля. Частота насыщающего поля фиксирована и настроена на тот же переход, который зондируется пробным пучком.
- Для двухуровнего атома даны: сечение резонансного поглощения (σ) частота (ν) и время жизни (). Оценить интенсивность насыщения из соображений размерности.
Какой физический смысл выражения , где – дипольный момент
– напряженность электрического поля световой волны, γ – радиационная ширина
- Каковы методы регистрации внутридоплеровских спектров без доплеровского фона?
- Поляризационная спектроскопия.
- Интерференционная спектроскопия.
- Возможно ли наблюдение внутридоплеровского пика поглощения?
- Как выглядит внутридоплеровский спектр «трехуровнего атома» у которого расщепление двух подуровней основного состояния меньше доплеровской ширины? Оптические дипольные переходы с обоих подуровней основного состояния на третий верхний разрешены.
- Объяснить возникновение двухфотонного внутридоплеровского резонанса.
- Правила отбора для двухфотонных переходов в атомах
- Какая часть атомов участвует в формировании однофотонного и двухфотонного внутридоплеровских резонансов?
- Нарисовать схему наблюдения однофотонных внутридоплеровских резонансов.
- Нарисовать схему регистрации двухфотонного внутридоплеровского резонанса.
- Какова оптимальная схема фокусировки при регистрации двухфотонного резонанса?
- Нарисовать качественно внутридоплеровский спектр насыщенного поглощения трехуровневого атома, у которого в основном состоянии 2 СТ подуровня, а в возбужденном 1 уровень. Расщепление в основном состоянии ΔСТ удовлетворяет γ<< ΔνСТ ≤ΔνД, где ΔνД – доплеровская ширина, γ – естественная ширина возбужденного уровня. Интенсивность мала, так что основным механизмом насыщения является перекачка атомов с одного сверхтонкого подуровня основного состояния на на другой.
- Оценить пролетное уширение для прямоугольного и гауссова распределения поля в поперечном сечении лазерного пучка.
- Уширение линии из-за кривизны волнового поля.
- Метод (Рамси) разнесенных полей в микроволновом (СВЧ) поле.
- Метод разнесенных полей для оптического диапазона.
- Расщепление внутридоплеровского резонанса из-за эффекта отдачи. Механизм возникновения и условия наблюдения.