Page 46 - 4945
P. 46
У рівноважному стані майже усі атоми перебувають на
нижньому рівні 1. При збудженні світлом потужної лампи
3+
накачування більшість іонів Cr переходить з рівня 1 на
рівень 2, а з нього – назад в основний стан 1 з
випромінюванням світла, або на рівень 3 без випромінювання
світла, віддаючи надлишок енергії кристалічній гратці.
Внаслідок переходу з рівня 3 на основний рівень 1
випромінюється червоне світло з довжиною хвилі 694 3 ,
3
нм. Імовірність переходу 2→3 в 10 разів більша, ніж
ймовірність переходу 3→1, і набагато більша, ніж ймовірність
3+
переходу 2→1. Оскільки збуджені іони Cr з рівня 3 дуже
8
швидко ( 10 с) переходять на метастабільний (тобто
рівень, на якому середній час їх життя більший) рівень 3, де
3
вони можуть знаходитися порівняно довго ( 10 с) і
3+
накопичуватися. У результаті такого процесу число іонів Cr
на енергетичному рівні 3 стає більшим, ніж на рівні 1 в
основному стані, тобто виникає інверсія заселеності між
рівнями 1 і 3. Отримана система дає змогу підсилювати світло
з заданою частотою. Помістивши рубіновий циліндр між
двома дзеркаллами, паралельними до основ циліндра рубіна,
отримаємо ОКГ.
Рівень 2 нестабільний і частинки швидко здійснюють
безвипромінювальний перехід на проміжний (метастабільний)
рівень 3, де може знаходитися значене число частинок. Під
дією на кристал слабкого випромінювання відповідної
частоти або при переході хоча б однієї з частинок на нижчий
рівень усі частинки з проміжного рівня здійснюють
лавиноподібний індукований перехід на основний рівень 1.
Цей перехід супроводжується випромінюванням (Λ = 6943 Å
– червона смуга спектру). Це і створює когерентне
випромінювання, монохроматичне, оскільки рівень 3 є
вузький. Спонтанне випромінювання Λ 1 є незначним.
При опроміненні поверхні тіла світлом енергія квантів
світла поглинається цією поверхнею. При цьому виділяється
тепло, температура поверхні підвищується. Якщо світлову
енергію сконцентрувати на малій ділянці, можна отримати
високу температуру. На цьому базується зварювання світло-
вим променем ОКГ.
45
