- •1. Введение
- •2. Физические средства зи
- •3. Классификация основных физических средств зи и выполняемых ими функций
- •4. Акустика. Определения
- •5. Линейные хар-ки звукового поля
- •6. Энергетические хар-ки звукового поля.
- •7. Уровни
- •8. Акустические уровни
- •9. Плоская волна
- •10. Мат. Описание бегущих волн.
- •11. Сферическая волна
- •12. Цилиндрическая волна
- •13. Интерференция звуковых волн
- •14. Отражение звука
- •15. Преломление звука
- •16. Дифракция волн
- •17. Затухание волн
- •18. Основные свойства слуха
- •19. Восприятие по частоте
- •20. Вокодерная связь. Использование вокодеров
- •21. Нелинейные свойства слуха
- •22. Восприятие по амплитуде. Порог слышимости
- •23. Уровень ощущений
- •24. Уровень громкости
- •25. Эффект маскировки
- •26. Громкость сложных звуков
- •27. Первичные акустические сигналы и их источники
- •28. Динамический диапазон и уровни
- •29. Частотный диапазон и спектры
- •30. Первичный речевой сигнал
- •31. Акустика в помещениях
- •32. Средний коэффициент поглощения
- •33. Звукопоглощающие материалы и конструкции
- •34. Перфорированные резонаторные поглотители
- •35. Электромагнитные волны
- •36. Распространение э/м волн
- •37. Излучение и прием э/м волн
- •38. Распространение э/м волн в пространстве
- •39. Основные сведения о линиях передачи и объемных резонаторах
- •40. Объемные резонаторы
- •41. Антенны. Основные физические параметры антенн
- •42. Кпд. Диаграмма направленности
- •43. Коэффициент направленного действия
- •44. Коэффициент усиления. Действ. Длина антены.
- •45. Основные типы антенн. Проволочные антенны
- •46. Рупорные антенны
- •47. Зеркальные антенны
- •48. Рамочные антенны
- •49. Основы радиолокации
- •50. Общая характеристика радиолокационного канала
- •51. Диапазон длин волн в рл
- •52. Радиолокационные цели, эффективная отражающая площадь (эоп) цели
- •53. Эоп для тел простой формы. Линейный вибратор
- •54. Эоп идеального проводящего тела, размеры которого значительно больше λ
- •55. Коэффициенты отражения Френеля
- •56. Противорадиолокационные покрытия
- •57. Информация о скорости движения цели, извлекаемой при обработке радиолокационного сигнала
- •58. Основные свойства радиоволн, используемых в радиолокации
- •59. Оптические квантовые генераторы
- •60. Излучение э/м волн совокупностью когерентных источников
- •61. Поглощение и усиление излучения, распространяющегося в среде.
- •62. Принцип работы лазера
- •63. Основные типы лазеров
- •64. Твердотельные лазеры
- •65. Жидкостные лазеры
- •66. Газовые лазеры
- •67. Полупроводниковые лазеры
- •68. Использование лазерного излучения для съема информации
- •69. Фоторефрактивный эффект
62. Принцип работы лазера
Для эффективного использования света в технике связи и других областях науки и техники, надо добиться синхронного и синфазного излучения атомов, т.е. так называемого когерентного излучения. Впервые идею получения такого излучения высказал Фабрикант в 1939 г. Можно представить себе следующую упрощенную схему получения когерентного излучения. Пусть имеется цепочка атомов, вытянутых. в прямую линию. Если все эти атомы находятся в возбужденном состоянии, то внешний фотон, ударив в крайний атом по направлению вдоль цепочки, вызовет излучение фотона из этого атома, причем излученный фотон будет иметь такую же энергию и такое же направление излучения, что и ударивший фотон. Т.о. будут двигаться вдоль цепочки уже 2 фотона ==> лавинообразная реакция. В результате световой поток усиливается в огр. число раз. Теоретически коэф‑т усиления может достигать 1020. Важно, что в результате такого усиления будет двигаться поток фотонов с одинаковой энергией и направлением. В действительности, кроме атомов, находящихся в возбужденном состоянии и способных дать когерентное излучение под действием фотонной бомбардировки, всегда имеются атомы, находящиеся в основном невозбужденном состоянии. Эти атомы поглощают энергию ударивших их фотонов, и тем самым уменьшают энергию выходного когерентного излучения – уменьшают усиление света. Если число возбужденных атомов будет равно числу невозбужденных, то усиление света не получится. Т.о., для усиления света и получения когерентного излучения, необходимо, чтобы число возбужденных атомов было больше находящихся в невозбужденном состоянии. Т.е. должна быть инверсная заселенность энергетических уровней. Надо переселить в большинстве атомов электроны на более удаленные от ядра орбиты (более высокие уровни энергии). Чтобы усиление света происходило в течение необходимого промежутка времени нужно все это время сохранять инвертированное состояние вещества, т.е. поддерживать большое число возбужденных атомов. Для этого надо к данному веществу подводить тем или иным способом энергию, вызывающую возбуждение атомов (процесс накачки). Квантовый усилитель можно превратить в генератор, если осуществить в нем ПОС, при которой часть энергии излучения с выхода возвращается на вход и снова усиливается. Идею создания таких генераторов выдвинули Басов и Прохоров (сов. ученые) и Таунс (амер. ученый). Принцип лазера (ОКГ) можно пояснить рисунком. (РИСУНОК). В пространстве, заполненном активной средой между двумя плоскими зеркалами, одно из которых является полупрозрачным, движется поток излучаемых атомами фотонов. Большая часть этого потока проходит через полупрозрачное зеркало 2 излучается во внешнее пространство в виде когерентного луча. А небольшая часть потока отражается, движется обратно, усиливается по пути, отражается от зеркала 1, снова движется к зеркалу 2, где отражается частично и т.д. Конечно, какой-то внешний источник должен поддерживать инверсное состояние активной среды, и тогда через зеркало 2 все время будет излучаться когерентный поток фотонов. Система двух зеркал, в пространстве между которыми могут существовать стоячие или бегущие э/м волны оптического диапазона, называется оптическим генератором.