активная среда

АКТИВНАЯ СРЕДА - вещество, в к-ром создана инверсия населённостей энергетич. уровней квантовой системы. А. с. усиливает проходящее через неё резонансное эл--магн. излучение при условии, если коэф. квантового усиления превышает коэф. потерь энергии в А. с. (см. Квантовая электроника). Применение положит. обратной связи позволяет использовать А. с. для создания генератора когерентного эл--магн. излучения.

При этом необходимо избират. возбуждение (или создание каналов ускоренной релаксации) атомов или молекул, обеспечивающее избыточное заселение одного или неск. верхних уровней энергии по сравнению с нижележащим уровнем. Одним из наиб. эфф. методов возбуждения является т. н. метод оптич. накачки. Он особенно эффективен для возбуждения сред, обладающих широкими полосами поглощения (твёрдых тел, жидкостей, см. Твердотельный лазер, Жидкостные лазеры,). В полупроводниках А. с. можно создавать разл. способами: инжекцией носителей заряда через моно- и гетеропереходы (см. Инжекционный лазер, Гетеролазер), бомбардировкой пучком быстрых электронов; оптич. возбуждением; электрич. пробоем в электрич. поле (см. Полупроводниковый лазер ).А. с. в газах создаётся в большинстве случаев в электрич. разряде. Возбуждение частиц возникает при электронном ударе. Обычно для увеличения эффективности накачки к рабочему газу добавляются вспомогательные, передающие возбуждение на верхний лазерный уровень рабочего газа и опустошающие его нижний лазерный уровень.

Этот метод позволяет использовать в качестве А. с. разл. атомные и молекулярные смеси и разл. типы электрич. разрядов (См. Газоразрядные лазеры ).Оптич. накачка (излучением с широким спектром) в газах является малоэффективной, т. к. ширина спектральной линии газа невелика. А. с. можно также создать в газовой смеси, к-рая нагревается до высоких темп-р, формируется в сверхзвуковой поток и затем, выходя из сопла, резко охлаждается (см. Газодинамический лазер ).Хим. связи молекул являются энергоёмкими накопителями энергии. Поэтому для создания А. с. используют энергию, освобождающуюся в хим. реакциях. Примерами таких реакций могут служить реакции фотодиссоциации, диссоциации, взрывные хим. реакции (см. Химический лазер).

Лит.: Справочник по лазерам, пер. с англ. под ред. А. М. Прохорова, т. 1-2, М.. 1978; Звелто О., Физика лазеров, пер. с англ., 2 изд., М., 1984; Карлов Н. В., Лекции по квантовой электронике, М., 1983. М. Н. Андреева.

   <<      Предметный указатель      >>