12.4. Випалювання провалів.

Щоб краще відчути різницю в поведінці принасиченні середовищ з однорідним і неоднорідним розширенням, розглянемо наступний випадок. На середовище одночасно діють сильне поле з частотою і дуже слабий сигнал з частотою . Вимірюється показник підсилення Треба знайти форму лінії підсилення для однорідного і неоднорідного середовищ. Схема уявного експерименту наведена на рис.2.1.

Рис.12.1. Схема уявного експерименту

Розглянемо однорідний випадок. Підсилення на частоті згідно (12.16) має значення:

(12.31)

де – різниця населеностей в присутності сильного поля на частоті . Взявши її значення з формули (12.18)

(12.32)

де – амплітуда сильного поля з частотою , а ненасичена лінія підсилення (), Основний результат полягає в тому, що має тут залежність від частоти, що і , але зменшене по величині на множник, що знаходиться в формулі (12.32) в квадратних дужках.

При наявності середовища з неоднорідним розширенням ситуація стає складнішою. Перепишемо (12.25) використовуючи (12.26) у такій формі:

Підінтегральний вираз пропорційний вкладу – го однорідного пакету з підсиленням на частоті Отже вираз у квадратних дужках показує, як зменшується цей вклад через насичуюче поле на частоті Таким чином підсилення слабкого пробного сигналу з частотою в присутності насичуючого поля з частотою рівне ненасиченому підсиленню , помноженому на фактор локального ослаблення

_(12.33)

Головна особливість (12.33) полягає в тому, що практично всюди співпадає з , за виключенням області поблизу частоти насичуючого поля ширина якої приблизно рівна

(12.34)

Показник підсилення на частоті зменшується в () раз. Інтенсивність насичення визначається по формулі (12.30). Вказану область зменшеного підсилення здебільшого називають “проволом”, або провалом Лемба, а описане явище — випалюванням провалу. Профіль лінії підсилення пробного сигналу наведений на рис.12.2а для середовища з однорідно розширеною лінією, а нарис.12.2б — з неоднорідно розширеною лінією.

а) б)

Рис.12.2 . Показник підсилення слабого пробного сигналу з частотою в присутності насичуючого поля з частотою у випадку однорідного (а) і неоднорідного (б) розширення лінії контуру підсилення.