Явление уширения линии перехода
Описание файла
PDF-файл из архива "Явление уширения линии перехода", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы квантовой электроники (окэ)" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "основы квантовой электроники (окэ)" в общих файлах.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
ɭɫɢɥɟɧɢɟ ɞɨɥɠɧɨ ɩɪɟɜɵɲɚɬɶ ɧɟɤɨɬɨɪɨɟ ɩɨɪɨɝɨɜɨɟ ɡɧɚɱɟɧɢɟ. ȿɫɥɢ ɨɬɪɚɠɟɧɧɚɹ ɨɬ ɡɟɪɤɚɥɚ ɜɨɥɧɚ ɢɦɟɟɬ ɢɧɬɟɧɫɢɜɧɨɫɬɶ I 0 , ɬɨ ɩɨɦɟɪɟ ɪɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɹ ɜ ɚɤɬɢɜɧɨɣ ɫɪɟɞɟ ɟɟ ɢɧɬɟɧɫɢɜɧɨɫɬɶ ɛɭɞɟɬɧɚɪɚɫɬɚɬɶ ɩɨ ɡɚɤɨɧɭI = I0 e α z ,(16.8)ɝɞɟ z - ɩɪɨɣɞɟɧɧɨɟ ɜɨɥɧɨɣ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɟ ɜ ɚɤɬɢɜɧɨɣ ɫɪɟɞɟ,α - ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɭɫɢɥɟɧɢɹ (ɩɨɝɨɧɧɵɣ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɭɫɢɥɟɧɢɹ).Ⱦɨɣɞɹ ɞɨ ɜɬɨɪɨɝɨ ɡɟɪɤɚɥɚ, ɜɨɥɧɚ ɛɭɞɟɬ ɢɦɟɬɶ ɢɧɬɟɧɫɢɜɧɨɫɬɶI = I 0 e α d .
ɉɨɫɥɟ ɨɬɪɚɠɟɧɢɹ ɨɬ ɡɟɪɤɚɥɚ ɫ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɨɦ ɨɬɪɚɠɟɧɢɹ R ɢɧɬɟɧɫɢɜɧɨɫɬɶ ɜɨɥɧɵ ɪɚɜɧɚ I = R I 0 e α d . ɉɨɫɬɟɩɟɧɧɨɟ ɭɫɢɥɟɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɜɨɥɧɵ ɜɨɡɦɨɠɧɨ ɬɨɥɶɤɨ ɩɪɢɜɵɩɨɥɧɟɧɢɢ ɭɫɥɨɜɢɹR I0 e α d > I0 .(16.9)ɗɬɨ ɨɡɧɚɱɚɟɬ, ɱɬɨ ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɵɣ ɬɪɟɛɭɟɦɵɣ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɭɫɢɥɟɧɢɹ ɞɨɥɠɟɧ ɤɨɦɩɟɧɫɢɪɨɜɚɬɶ ɩɨɬɟɪɢ ɜ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɟ.
Ɉɬɫɸɞɚα>11ln.dR(16.10)ɇɟɪɚɜɟɧɫɬɜɨ (16.10) ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɭɫɥɨɜɢɟɦ ɫɚɦɨɜɨɡɛɭɠɞɟɧɢɹ ɥɚɡɟɪɚ.16.5. ɒɢɪɢɧɚ ɫɩɟɤɬɪɚɥɶɧɨɣ ɥɢɧɢɢɒɢɪɢɧɚ ɫɩɟɤɬɪɚɥɶɧɨɣ ɥɢɧɢɢ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ ɥɚɡɟɪɚ ɡɚɜɢɫɢɬɝɥɚɜɧɵɦ ɨɛɪɚɡɨɦ ɨɬ ɞɜɭɯ ɮɚɤɬɨɪɨɜ: ɨɬ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɚ, ɫ ɨɞɧɨɣ ɫɬɨɪɨɧɵ, ɢ ɨɬ ɭɫɢɥɢɜɚɸɳɟɣ ɫɪɟɞɵ, ɫ ɞɪɭɝɨɣ.1. ȿɫɬɟɫɬɜɟɧɧɚɹ ɲɢɪɢɧɚ ɥɢɧɢɢ. ɗɧɟɪɝɢɹ ɢɫɩɭɳɟɧɧɨɝɨ ɤɜɚɧɬɚ ɫɜɟɬɚ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɯ ɭɪɨɜɧɟɣ E1 ɢ E 2 (ɫɦ.
16.6).ɇɟɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɨɫɬɶ ɪɚɡɧɨɫɬɢ E 2 − E1 ɩɨɞɱɢɧɹɟɬɫɹ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɸɧɟɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɨɫɬɟɣ Ƚɟɣɡɟɧɛɟɪɝɚ143∆E τ ≥ h ,(16.11)ɝɞɟ τ - ɜɪɟɦɹ ɠɢɡɧɢ ɭɪɨɜɧɹ 2, ɚ∆ν = 1 / τ .(16.12)ȼɵɝɨɞɧɟɟ ɜɵɛɢɪɚɬɶ ɩɟɪɟɯɨɞɵ ɫ ɛɨɥɶɲɢɦ ɜɪɟɦɟɧɟɦ ɠɢɡɧɢ τ .ȿɫɬɟɫɬɜɟɧɧɚɹ ɲɢɪɢɧɚ ɥɢɧɢɢ ɨɱɟɧɶ ɦɚɥɚ, ɢ ɟɸ ɦɨɠɧɨ ɩɪɟɧɟɛɪɟɱɶɩɨɫɪɚɜɧɟɧɢɸɫɞɪɭɝɢɦɢ.ɇɚɩɪɢɦɟɪ,ɞɥɹτ ≈ 10 −8 c ,∆λ ≈ 10 −5 ɧɦ .2. ɒɢɪɢɧɚ ɩɨɥɨɫɵ ɩɪɨɩɭɫɤɚɧɢɹ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɚ Ɏɚɛɪɢ - ɉɟɪɨ.Ɉɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɞɨɛɪɨɬɧɨɫɬɶɸ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɚ (ɫɦ.
16.5). Ⱦɥɹ Q = 10 8 ,λ = 500 ɧɦ , ∆λ = 5 ⋅ 10 −5 ɧɦ . ȼ ɞɟɣɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɫɬɢ ɲɢɪɢɧɚ ɩɨɥɨɫɵ ɩɪɨɩɭɫɤɚɧɢɹ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɚ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɧɟɫɤɨɥɶɤɨ ɛɨɥɶɲɟ ɜ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɞɨɩɭɫɤɨɜ, ɫ ɤɨɬɨɪɵɦɢ ɢɡɝɨɬɨɜɥɟɧ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪ.3. Ⱦɨɩɥɟɪɨɜɫɤɨɟ ɭɲɢɪɟɧɢɟ ɥɢɧɢɢ. ɋɨɫɬɨɢɬ ɜ ɬɨɦ, ɱɬɨ ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɛɪɨɭɧɨɜɫɤɨɝɨ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɚɬɨɦɨɜ ɫɨ ɫɤɨɪɨɫɬɶɸ v ɞɥɢɧɚɢɡɥɭɱɚɟɦɨɣ ɜɨɥɧɵ ɦɟɧɹɟɬɫɹ. Ⱦɨɩɥɟɪɨɜɫɤɨɟ ɭɲɢɪɟɧɢɟ ɧɚɢɛɨɥɟɟɡɚɦɟɬɧɨ ɜ ɝɚɡɚɯ. ȿɝɨ ɜɟɥɢɱɢɧɚ ɞɨɫɬɢɝɚɟɬ ɡɧɚɱɟɧɢɣ∆λ = 5 ⋅ 10 −3 ɧɦ .4. ɍɲɢɪɟɧɢɟ ɞɚɜɥɟɧɢɟɦ. Ⱦɜɢɠɟɧɢɟ ɚɬɨɦɨɜ ɢ ɦɨɥɟɤɭɥ ɫɪɟɞɵɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɫɬɨɥɤɧɨɜɟɧɢɹɦ ɦɟɠɞɭ ɧɢɦɢ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɜɵɡɵɜɚɸɬ ɩɟɪɟɯɨɞ ɚɬɨɦɨɜ ɫ ɭɪɨɜɧɹ E 2 ɧɚ ɭɪɨɜɟɧɶ E1 , ɫɧɢɠɚɹ ɜɪɟɦɹ ɠɢɡɧɢɜɨɡɛɭɠɞɟɧɧɨɝɨ ɭɪɨɜɧɹ τ. ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɭɜɟɥɢɱɢɜɚɟɬɫɹ ɲɢɪɢɧɚɫɩɟɤɬɪɚɥɶɧɨɣ ɥɢɧɢɢ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ (ɫɦ. 16.12).5.
ɒɬɚɪɤɨɜɫɤɨɟ ɭɲɢɪɟɧɢɟ. ɉɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨɩɨɥɹ ɭɪɨɜɧɢ E1 ɢ E 2 ɦɨɝɭɬ ɪɚɫɳɟɩɢɬɶɫɹ ɧɚ ɧɟɫɤɨɥɶɤɨ ɛɥɢɡɤɢɯɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɯ ɭɪɨɜɧɟɣ. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɜɨɡɪɚɫɬɚɟɬ ∆E , ɢ, ɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, ɭɦɟɧɶɲɚɟɬɫɹ ɜɪɟɦɹ ɠɢɡɧɢ ɜɨɡɛɭɠɞɟɧɧɨɝɨ ɭɪɨɜɧɹ τ (ɫɦ.16.11). ɗɬɨ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɭɲɢɪɟɧɢɸ ɥɢɧɢɢ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ. ɗɮɮɟɤɬɒɬɚɪɤɚ ɧɚɛɥɸɞɚɟɬɫɹ ɝɥɚɜɧɵɦ ɨɛɪɚɡɨɦ ɜ ɬɜɟɪɞɨɬɟɥɶɧɵɯ ɥɚɡɟɪɚɯɛɨɥɶɲɨɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ.6. ɍɲɢɪɟɧɢɟ ɡɚ ɫɱɟɬ ɞɟɮɟɤɬɨɜ ɜ ɬɜɟɪɞɨɦ ɬɟɥɟ.144ǥǵǽǵǺǭ ǸǵǺǵǵǵǴǸȀȄDzǺǵȌ ǽDzǴǻǺǭǿǻǽǭǘǵǺǵȌ ǵǴǸȀȄDzǺǵȌ,ǻǮȀǾǸǻǯǸDzǺǺǭȌ ǰǸǭǯǺȈǹǼǭǽǭǴǵǿǺȈǹ ȀȅǵǽDzǺǵDzǹ(DZǻǼǸDzǽǻǯǾǷǵǹ, ȅǿǭǽǷǻǯǾǷǵǹǵǸǵ ǯǻǴDZDzǶǾǿǯǵDzǹ DZǭǯǸDzǺǵȌc/2dǑDzǶǾǿǯǵǿDzǸȉǺǭȌȅǵǽǵǺǭ ǸǵǺǵǵǸǭǴDzǽǺǻǰǻ ǵǴǸȀȄDzǺǵȌvɊɢɫ. 16.4. ɑɚɫɬɨɬɧɚɹ ɢɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɥɢɧɢɣ ɥɚɡɟɪɧɨɝɨ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ.ȼɫɟ ɷɬɢ ɜɢɞɵ ɭɲɢɪɟɧɢɹ ɩɪɢɜɨɞɹɬ ɤ ɬɨɦɭ, ɱɬɨ ɥɢɧɢɹ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ ɥɚɡɟɪɚ ɫɬɚɧɨɜɢɬɫɹ ɛɨɥɟɟ ɲɢɪɨɤɨɣ ɩɨ ɫɪɚɜɧɟɧɢɸ ɫ ɬɨɣ, ɤɨɬɨɪɚɹ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɞɨɛɪɨɬɧɨɫɬɶɸ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɚ.
Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ,ɫɩɟɤɬɪ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ ɥɚɡɟɪɚ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɹɟɬ ɫɨɛɨɣ ɪɹɞ ɪɚɜɧɨɨɬɫɬɨɹɳɢɯ ɞɪɭɝ ɨɬ ɞɪɭɝɚ ɫɩɟɤɬɪɚɥɶɧɵɯ ɥɢɧɢɣ, ɩɪɢɯɨɞɹɳɢɯɫɹ ɧɚ ɦɨɞɵɪɟɡɨɧɚɬɨɪɚ Ɏɚɛɪɢ - ɉɟɪɨ. Ɉɝɢɛɚɸɳɟɣ ɷɬɢɯ ɥɢɧɢɣ ɫɥɭɠɢɬ ɤɪɢɜɚɹ, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɧɚɹ ɝɥɚɜɧɨɣ ɩɪɢɱɢɧɨɣ ɭɲɢɪɟɧɢɹ ɞɥɹ ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɟɦɨɝɨ ɬɢɩɚ ɥɚɡɟɪɚ (ɪɢɫ. 16.4).ȼɵɜɨɞɵɊɚɫɫɦɨɬɪɟɧɵ ɨɫɧɨɜɧɵɟ ɩɪɢɧɰɢɩɵ ɪɚɛɨɬɵ ɨɩɬɢɱɟɫɤɢɯ ɤɜɚɧɬɨɜɵɯ ɝɟɧɟɪɚɬɨɪɨɜ ɢɥɢ ɥɚɡɟɪɨɜ. Ɉɛɫɭɠɞɚɸɬɫɹ ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɣ ɦɟɯɚɧɢɡɦ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɟɧɢɹ ɤɜɚɧɬɨɜɚɧɢɹ ɱɚɫɬɨɬ ɜ ɥɚɡɟɪɧɨɦ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɟ (ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɟ Ɏɚɛɪɢ-ɉɟɪɨ), ɪɨɥɶ ɭɫɢɥɢɜɚɸɳɟɣ ɫɪɟɞɵ, ɭɫɥɨɜɢɟɫɚɦɨɜɨɡɛɭɠɞɟɧɢɹ, ɫɩɨɧɬɚɧɧɨɟ ɢ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɨɟ ɢɡɥɭɱɟɧɢɟ, ɦɟɯɚɧɢɡɦɵ ɭɲɢɪɟɧɢɹ ɫɩɟɤɬɪɚ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ ɥɚɡɟɪɚ.ȼɨɩɪɨɫɵ ɢ ɡɚɞɚɱɢ16.1.
ɇɚɡɨɜɢɬɟ ɷɥɟɦɟɧɬɵ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɞɨɥɠɧɵ ɩɪɢɫɭɬɫɬɜɨɜɚɬɶ ɜɤɨɧɫɬɪɭɤɰɢɢ ɥɸɛɨɝɨ ɥɚɡɟɪɚ.16.2. ɑɬɨ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɹɟɬ ɢɡ ɫɟɛɹ ɥɚɡɟɪɧɵɣ ɪɟɡɨɧɚɬɨɪ (ɪɟɡɨɧɚɬɨɪ145.
