[Alex255 0]

Да ? А мне как-то всегда казалось, что она описывает поведение квантово-механических частиц с целым спином, к коим и фотон относится.

 

Так я Вашу версию хочу выслушать, не я же утверждал, что лазер без опической обратной связи не работает.

Она действительно описывает РАВНОВЕСНЫЕ(!!!) системы частиц с целым спином. Инверсная среда по определению НЕРАВНОВЕСНА и процессы в ней ДАЛЕКИ от равновесия, их нельзя рассматривать даже как квазиравновесные.

 

Я говорил не про обратную связь, а про резонатор. Если нет системы избирающей одну или несколько МОД лазера, это будет просто светильник, пусть в случае азота и с линейчатым спектром. И когерентность у него будет не 30см, а порядка микрона. Сброс в данном случае скорее всего инициируется внешним лазером (в противном случае и сброса не будет - сечение взамодействия фотон - молекула не столь велико, а внешний лазер делает это за счет большой плотности излучения). Если в данном случае не признать наличие резонатора - это тоже самое, что не признать резонатора в кварце соединенным с какой либо ИМС, например цифровым синтезатором. В Вашем случае азот служит скорее усилителем чем собственно лазером.

[DS 0]

Прошу просветить по вопросу, который мы в свое время задали преподавателю и он не смог ответить:

Существует ли природное лазерное излучение?

(Думаю, понятно: речь идет о когерентном излучении, источником которого является природное образование.)

 

Да, существует. Но доказано это всего несколько лет назад. Есть лазерное излучение в облаках межзвездного газа, накачиваемых излучением взорвавшейся сверхновой звезды. Это то что с Земли видно. Это. кстати, похоже сильно повлияло на финанасовое положение одного из бывших студентов Таунса .

[Alex255 0]

Да, существует. Но доказано это всего несколько лет назад. Есть лазерное излучение в облаках межзвездного газа, накачиваемых излучением взорвавшейся сверхновой звезды. Это то что с Земли видно. Это. кстати, похоже сильно повлияло на финанасовое положение одного из бывших студентов Таунса .

Интересно, а в каком диапазоне?

[DS 0]

Она действительно описывает РАВНОВЕСНЫЕ(!!!) системы частиц с целым спином. Инверсная среда по определению НЕРАВНОВЕСНА и процессы в ней ДАЛЕКИ от равновесия, их нельзя рассматривать даже как квазиравновесные.

 

Я говорил не про обратную связь, а про резонатор. Если нет системы избирающей одну или несколько МОД лазера, это будет просто светильник, пусть в случае азота и с линейчатым спектром. И когерентность у него будет не 30см, а порядка микрона. Сброс в данном случае скорее всего инициируется внешним лазером (в противном случае и сброса не будет - сечение взамодействия фотон - молекула не столь велико, а внешний лазер делает это за счет большой плотности излучения). Если в данном случае не признать наличие резонатора - это тоже самое, что не признать резонатора в кварце соединенным с какой либо ИМС, например цифровым синтезатором. В Вашем случае азот служит скорее усилителем чем собственно лазером.

 

Это кто Вам сказал ?

 

Я же приводил вам пример ртутной лампы, которой оптики пользуются уже лет 100 для проверки качества изделий при обработке. У нее длина когерентности 30 см (На тех линиях, что оптики пользуют).

 

 

Насклько я помню, в видимом. Фенонем аномальных линий железа.

 

Нет, в ультрафиолетовом: http://www.aanda.org/index.php?option=arti...02/aah3002.html

 

Нет, никакого внешнего инициирования в азотном лазере нет.

Изменено 10 августа, 2007 пользователем DS

[blackfin 28]

Она действительно описывает РАВНОВЕСНЫЕ(!!!) системы частиц с целым спином. Инверсная среда по определению НЕРАВНОВЕСНА и процессы в ней ДАЛЕКИ от равновесия, их нельзя рассматривать даже как квазиравновесные.

Статистика частиц с целым спином (фотонов) это уже следствие..

 

Главное, в том, что операторы квантованного эл. магнитного поля

удовлетворяют "правилам коммутации Бозе": (c*c+) - (c+*c) = 1.

 

/См. Л.Л. Том 4. "Квантовая электродинамика", стр. 22, ф-ла (2.16) и далее,

для бозонов вообще стр. 59, ф-ла (11.4): {a,a+}- = {b,b+}- = 1./

 

Следствием этого "правила коммутации" являются с одной стороны статистика Бозе-Эйнштейна,

а с другой стороны, значения для матричных элементов оператора эл. магнитного поля:

<Nn-1|Cn|Nn> = <Nn|Cn+|Nn-1> = sqrt(Nn).

 

/См. стр. 189. ф-ла (43.5)./

 

Далее на стр. 192 читаем:

"Если в начальном состоянии поля уже имелось отличное от нуля число Nn данных фотонов, то

матричный элемент перехода умножается еще на:

<Nn+1|Cn|Nn> = sqrt(Nn+1), (44,5)

т.е. вероятность перехода умножается на Nn+1.

Единица в этом множителе отвечает спонтанному испусканию,

происходящему и при Nn = 0. Член же Nn обусловливает вынужденное (или индуцированное)

испускание: мы видим, что наличие фотонов в начальном состоянии поля стимулирует

дополнительное испускание таких же фотонов.

Матричный элемент Vif перехода с обратным изменением состояния системы (f->i)

отличается от элемента Vfi заменой (44.5) на:

<Nn-1|Cn|Nn> = sqrt(Nn)

(и заменой остальных величин их комплексно-сопряженными).

Этот обратный переход представляет собой поглощение фотона

системой, переходящей с уровня Ef на уровень Ei.

Пожтому между вероятностями испускания и поглощения фотона

(для заданной пары состояний i,f) имеет место важное соотношение:

W(изл.)/W(погл.) = (Nn+1)/Nn, (44.6)

(оно было впервые указано А.Эйнштейном в 1916г.)".

PS. курсив Л.Л.

 

Как видите, для существования вынужденного излучения,

и соответственно усиления света (laser), наличие зеркал не обязательно.. :)

[DS 0]

Только уже 4 том не Ландау - Лифшиц, а Питаевский - Лифшиц.

 

А зря Вы на операторы перешли - мне вот как раз интересно было, как alex255 собирался лазер " на пальцах" объяснять.

[blackfin 28]

Только уже 4 том не Ландау - Лифшиц, а Питаевский - Лифшиц.

У меня издание 1989 года.

Авторы: В.Берестецкий, Е.Лифшиц, Л.Питаевский.

А зря Вы на операторы перешли - мне вот как раз интересно было, как alex255 собирался лазер " на пальцах" объяснять.

Дык, я не мешаю, пусть объяснит..

[DS 0]

У меня издание 1989 года.

Авторы: В.Берестецкий, Е.Лифшиц, Л.Питаевский.

Дык, я не мешаю, пусть объяснит..

 

Ну да, и я про то же - КЭД уже без Ландау.

 

Теперь уже вряд ли - правильный ответ со ссылкой на учебник написан, чего спорить.

А то вдруг бы до - какого-нибудь фундаментального открытия в КМ добазарились бы ...

[Herz 6]

А вот всё -таки интересно. Характерная особенность лазерного света, как следствие когерентности: образование спеклов. В то же время есть лазеры, где этот эффект значительно снижен. Не совсем понятно - каким образом добиваются фазовой "рандомальности"?

[Alex255 0]

Это кто Вам сказал ?

 

Я же приводил вам пример ртутной лампы, которой оптики пользуются уже лет 100 для проверки качества изделий при обработке. У нее длина когерентности 30 см (На тех линиях, что оптики пользуют).

Нет, никакого внешнего инициирования в азотном лазере нет.

Ну хоть один вопрос снялси... С Бозе -Энштайном...

Так.... усе ясно... Сначала Бозе пугали... Теперь Лифшицем... ну не понимаете физики... бывает... так не гремите, а спрашивайте! Объясню

Это чой то не поняли... Без инициирования - это ночная лампа... или резонатор(столь нелюбимый... а ведь придетси признать то... ) пользуйтесь если приспичет

"А зря Вы на операторы перешли - мне вот как раз интересно было, как alex255 собирался лазер " на пальцах" объяснять."

Мда.... Как все запущено... То что Вы не знаете что такое оператор я уверен... уже... Как не поняли до сих пор что такое распределение Бозе- Энштейна.... И что такое лазер тоже не поймете... я думаю никогда.... Каждому свое

[DS 0]

Так будет объяснение работы азотного лазера или как ? Или раз Вы не знаете, как он работает, то его и нет вовсе ?

 

И я тоак понимаю, что Вы считаете, что фотоны в лазере описываются статистикой, отличной от Бозе ? Приведите ее тогда, очень интересно.

[Herz 6]

Так будет объяснение работы азотного лазера или как ? Или раз Вы не знаете, как он работает, то его и нет вовсе ?

 

И я тоак понимаю, что Вы считаете, что фотоны в лазере описываются статистикой, отличной от Бозе ? Приведите ее тогда, очень интересно.

Товарисч, похоже, слегка принял в честь субботы. Бывает...

[tvv 0]

Вы хоть помните, за что Басову с Прохоровым дали Нобеля. Совсем ведь не за лазер.

 

"for fundamental work in the field of quantum electronics, which has led to the construction of oscillators and amplifiers based on the maser-laser principle"

К 64 году Басов и Прохоров очень много сделали в квантовой электронике (гораздо больше нас) в том числе и в генераторах, а не только "набросав" трехуровневую схему. По совокупности и приз получили, за приоритетные работы.

 

tvv, обратите внимание, что у суперлюминисцентного диода при том же токе накачки выходная мощность в 10 раз меньше. Так что по мощности тоже легко различать.

 

Обратил, именно в своих ссылках! Ясно вижу, что у диодов разброс выходной мощности при том же рабочем токе два порядка. Более того, сравнил СЛД-2-2 и ЛДН-7 по отношению вкачиваемой мощности к выходной, получилось у лазер в 1.6 раза больше, а по ширене полосы разница 5 раз. Мне удобнее пользоваться частотой (imho)! Если Вам нравится ставить знак равенства у лазера и оптического усилителя, да пожалуйста. Только не забывайте указать где поджиг есть, а где нет и все остальные параметры по порядку, и про тонкости схем питания у лазера и т.д. А так разницы никакой, конечно.

[Stanislav 0]

Только уже 4 том не Ландау - Лифшиц, а Питаевский - Лифшиц.

 

А зря Вы на операторы перешли - мне вот как раз интересно было, как alex255 собирался лазер " на пальцах" объяснять.

Прошу прощения за вторжение.

Вообще-то, теорфиз ничего не объясняет, а только даёт количественное описание полученных опытным путём научных фактов современным математическим языком на основе соответствующих современному познанию мира моделей - не более того. Поэтому, ссылки на статистику Бозе-Эйнштейна, да ещё в операторном виде, здесь действительно не при чём.

Почему фотон с подходящей энергией, взаимодействуя с атомом в возбуждённом состоянии, индуцирует в нём энергетический переход, в результате которого получается ещё один точно такой же фотон, с тем же направлением распространения и с такими же точно фазой и поляризацией, в настоящее время науке не известно, и никакой теоретический физик даже приблизительно это не сможет объяснить, даже в операторном виде. :(

 

Вопрос, как я понял, заключается в том, может ли возбуждённая среда за один проход родить плоский волновой фронт на выходе. DS утверждает, что может, а Alex255 - что не может, нужен внешний инициатор - такой же плоский волновой фронт. Если я не прав -поправьте, плиз.

Возможно, вопрос чисто терминологический. В радиотехнике, например, существуют генераторы с внешним возбуждением (по сути, резонансные усилители) и автогенераторы. Может быть, уместно перенести эту аналогию на предмет спора?

Как мне кажется, при полном отсутствии резонатора может существовать только релаксационный характер "сброса" возбуждённого состояния среды, тогда как при его наличии - то, что можно назвать непрерывной генерацией, с мало меняющейся во времени амплитудой (зависит от добротности резонатора и свойств среды). В последнем случае степень монохроматичности будет гораздо выше. Впрочем, настаивать не буду - компетенции в данном вопросе не хватает.

 

Кстати, генераторы с высокой степенью монохроматичности возможны и при низкой добротности резонатора. Например, генератор с мостом Вина, или двойным Т-мостом. :) Коэффициентом усиления среды всё определяется...

 

Я же приводил вам пример ртутной лампы, которой оптики пользуются уже лет 100 для проверки качества изделий при обработке. У нее длина когерентности 30 см (На тех линиях, что оптики пользуют).

Простите, а уместно ли говорить о длине когерентности в данном случае? Это всё равно, что сравнивать рентген и гамма с одинаковой длиной волны... Вопрос ведь ставится о вынужденном излучении в принципе. А 30 см пространственной когерентности можно получить и из белого света, путём соответствующей его фильтрации. :)

Изменено 11 августа, 2007 пользователем Stanislav

[DS 0]

Stanislav, спор начался с другого утверждения - Alex255 утверждает, что отличительной особенностью лазера является оптическая обратная связь, я же утверждаю, что - наличие вынужденного излучения, теоретическое описание которого привел blackfin.

В любом (почти, есть исключения) лазере уже есть "частотнозадающая цепь" в виде уровня переходов (Alex255 до этой мысли дошел). Особенно в газовых лазерах, где уровни сохраняют дискретность. Поэтому в азотном лазере генерится именно вынужденное излучение, порожденное начальным спонтанным излучением. Поскольку вероятность излучения фотона в определенном состоянии прямо пропорциональна уже имеющемуся количеству фотонов в данном состоянии, то очень быстро (поскольку интенсивность моды растет по экспоненте при проходе среды), одна или, точнее, считанное число мод, "выжирают" все возбужденные уровни, гася не успевшие развиться моды. Таким образом получается вполне когерентный импульс. Разумеется, при следующем импульсе может развиться другая мода излучения - это вопрос вероятности.

О техническом ухищрении, не дающем спонтанному излучению заставить суперлюминисцировать одновременно по всему объему после разряда, погасив тем самым возбуждение, предлагаю подумать.

Про то, что все определяется коэффициентом усиления среды - в самую точку. Это всегда основа расчета режима работы.

 

 

А вот всё -таки интересно. Характерная особенность лазерного света, как следствие когерентности: образование спеклов. В то же время есть лазеры, где этот эффект значительно снижен. Не совсем понятно - каким образом добиваются фазовой "рандомальности"?

 

Разброс фаз ни к чему не приведет - интерференция в луче идет с ним самим, и от начального значения фазу не зависит. Должно быть достаточно широкополосное излучение, чтобы "замазать" интерференционные максимумы и минимумы.