Гелийнеоновый лазер В гелийнеоновом лазере рабочим веществом являются атомы неона.html
Работа добавлена на сайт samzan.net:
2.2.1. Гелий-неоновый лазер
В гелий-неоновом лазере рабочим веществом являются атомы неона. В электрическом разряде часть атомов неона из основного - 0 переходит в возбужденные состояния 2,3,4,5 и т.д. (рис. 2.7). Инверсия может достигаться вследствие большой скорости накачки уровней 3,4 по сравнению с меньшей скоростью накачки уровней 1,2. Однако, в чистом неоне инверсию получить невозможно, поскольку населенность долгоживущего (метастабильного) уровня 1 значительно превышает населенности уровней 3,4. Поэтому используя смесь газов - гелия и неона. Энергии двух метастабильных (а следовательно и сильно заселенных) уровней гелия близки к энергиям уровней 3 и 4 атома неона. Поэтому при столкновениях возбужденных атомов гелия (в состояниях 1 и 2 HeI) c невозбужденными атомами неона - последние переходят в состояния 3 и 4 NeI. Эти состояния и использованы как верхние рабочие уровни лазера. Потому он и назван как гелий-неоновый.
Рис. 2.7 Упрощенная схема уровней атомов гелия и неона
Выбором условий разряда (давлений гелия и неона, напряжения и тока стационарного разряда) можно добиться преимущественной накачки уровня 4 неона (тогда реализуется генерация на длине волны 632.8 нм), либо уровня 3 (излучения в ближней ИК-области спектра - 1.15 и 3.39 мкм). Нижний рабочий уровень у них общий - 2. Это состояние является короткоживущим и разрушается спонтанными переходами на уровень 1, а те, в свою очередь, разрушаются в соударениях атомов в состоянии 1 со стенкой газоразрядной трубки (с переходом в основное состояние - 0). Поэтому диаметр трубок лазера обычно мал и составляет единицы мм, а мощности излучения составляют единицы-десятки мВт. Для получения больщих мощностей - до сотен мВт приходится увеличивать рабочий объем лазера за счет длины трубки (до 1-2 м). В действительности уровни 2,3 и 4 (2p, 2s, 3s - в обозначениях Пашена) представляют собой полосы из большого числа близко расположенных уровней. Поэтому спектр генерации лазера может содержать несколько десятков спектральных линий, генерирующих в красной и ближней ИК- областях спектра.
Таким образом, следующие достоинства - узость спектрального состава (высокая монохроматичность) излучения и стабильность частоты. Именно благодаря этим качествам (несмотря на малую мощность - десятки-сотни мВт и КПД - около сотых долей процента) этот лазер находит широкое применение в измерительных приборах, бытовой технике, включая компакт-диски, принтеры, связь по оптическим волокнам и т.д. В медицине он получил широкое распространение как источник излучения для низкоинтенсивной терапии.
Электронно-оптические преобразователи (ЭОПы)
Рис. 4.6. Принцип действия ЭОПа
Работа в ИК-диапазоне спектра не слишком удобна для исследователя, поскольку не допускает прямого зрительного получения информации (изображения). Визуализация ИК-излучения производится с помощью ЭОПов, которые преобразубт оптическое изображение одного диапазона спектра в промежуточное (электронное), а затем уже из электронного в видимое. Принцип дествия ЭОПа показан на Рис. 4.6.
С помощью объектива на фотокатоде создается оптическое изображение. Под действием излучения возникает эмиссия фотоэлектронов, число которых в каждой точке катода пропорционально освещенности. Вылетевшие из катода фотоэлектроны фокусируются в узкий пучок и ускоряются внтри ЭОПа, прежде чем попадут на люминесцентный экран и вызовут его свечение. Таким образом, вторичное преобразование с помощью люминесцентного экрана, позволяет получать видимое излучение. С экрана ЭОПа изображение может сниматься как непосредственно глазом, так и на передающую телевизионную трубку. Фотокатоды в ЭОПах те же, что и в ФЭУ. В качестве оптической фокусирующей системы используют либо магнитные системы (с дополнительным ускоряющим электрическим полем), либо электростатические системы, которые одновременно являются и ускоряющими. Разрешающая сила фокусирующих систем достигает нескольких десятков линий на мм (наибольшее число белых и черных штрихов-пар линий на миллиметр, раздельно наблюдаемых на экране ЭОПа. Разрешающая способность экрана зависит от структуры люминофора так, что при уменьшении зернистости люминофора, она растет. Однако при этом различия в светимости отдельных зерен проявляются заметнее. Поэтому выбирают оптимальное соотношение между размером зерен и разрешающей способностью. Для получения большого усиления по яркости изображения применяют каскадную систему построения, когда изображение с экрана первого ЭОПа передается волокном на фотокатод второго ЭОПа и т.д. При этом усиление яркости достигает 105 - 108. Большое усиление яркости ЭОПов позволило использовать их для фотографирования небесных тел в астрономии, лабораторных экспериментах и т.д. .Реального разрешения 50 линий/мм оказывается при этом достаточным. Типичное временное разрешение ЭОПа составляет 10-9 сек, а специальных скоростных ЭОПов - 10-11 - 10-14 с.
Электронный канал типового ОЭУ.
Электронный канал ОЭУ предназначен для усиления электрического сигнала, поступающего с ФП, фильтрации этого сигнала от помех и шумов и преобразования его к виду, удобному для индикации, измерения, обработки на ЭВМ или управления следящей системой.
Структура электронного канала.
В большинстве случаев электрический сигнал на выходе ФП мал по величине и его приходится усиливать, прежде чем передавать на измерительное устройство. Усиление сигнала производится электронным усилителем, который должен обладать высокой пороговой чувствительностью, сравнимой с уровнем шумов ФП, а собственные шумы усилителя должны быть минимальными, так чтобы отношение "сигнал-шум" на выходе усилителя не превышало это значение на его входе. Далее, электронный канал не должен искажать параметры измеряемого сигнала (например, форму импульса). Более того, он призван фильтровать полезный сигнал от помех и искажений. Наиболее распространенными средствами кодирования полезного сигнала и его фильтрации являются модуляция и демодуляция сигнала. Фильтрация модулированного сигнала и его детектирование, как правило, осуществляется в электронном тракте ОЭУ. Для фильтрации используются электронные фильтры (как правило, полосовые), пропускающие только те гармоники сигнала на которых переносится полезная информация. При детектировании используют НЧ-фильтры. Сигнал с детектора поступает на индикатор, либо дополнительно усиливается. Если вывод информации предусмотрен на ЭВМ, то в электронном тракте производится и преобразование аналоговой формы сигнала в цифровую.
2. Электрическое освещение основные светотехнические показатели
3. Остановимся на некоторых нововведениях Кодекса
4. Реферат по дисциплине ИСТОРИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ Выполнил-
5. документов с использованием каскадных таблиц стилей
6. методическое пособие для студентов дневной формы обучения факультета управления
7. Мониторинг нервной системы у туристов
8. Определения термина
9. Вита Оглавление О книге К читателю Благодарности Введение Часть I
10. Ланка Малайзия о
11. Промышленное здание из крупноразмерных элементов
12. Object] Trnsform] Reflect выберите Horizontl поставьте угол в 90 и нажмите Copy а затем соедините фигуры в отмеченных местах
13. кредитне управління НКЗТ яке мало в своєму складі центральну бухгалтерію
14. Саати. Область применения этого метода на сегодняшний день очень широка ~ от бизнеса промышленности раз
15. Доклад Приморского края
16. коворкинг В 2005 году молодой программист Бред Ньюберг в процессе своего карьерного роста столкнулся с сов
17. ЗАО Аркада работа на перспективу
18. Офтальмология. Шпаргалка. Спазм аккомодации. Причины, лечение
19. Подготовила и провела
20. Реферат- Разрабка технологического процесса сборки и сварки корпусной конструкции