Из сновидения. Но в применении к биоэнергии-это мне ликбез прочитали и разъяснили в каких направлениях вынуждено возбуждаться и переходить на нижележащие уровни, выделяя при этом приличное количество энергии, не стоит.
Физики из Йельского университета (США) показали рабочий вариант простого кремниевого устройства, полностью противоположного лазеру и предназначенного для поглощения когерентного излучения.
Как известно, обычные лазеры преобразуют энергию накачки в энергию когерентного, монохроматического и узконаправленного излучения. Простейшие их варианты строятся на базе помещенного в оптический резонатор инертного газа; сам резонатор при этом создают из двух параллельных зеркал, одно из которых делают полупрозрачным, чтобы излучение выходило наружу. Такая схема в условиях накачки позволяет получить эффект инверсии населённостей и искомое оптическое усиление, сообщает compulenta.ru.
Летом прошлого года ученые представили теоретическое описание «обращенного во времени» лазера. В статье ученых рассматривались принципы работы такого прибора, который выполняет функции поглощающего интерферометра, возможности его практического применения и изготовления прототипа на основе кремниевой пластины.
Действующий образец был создан всего за несколько месяцев. В эксперименте луч титан-сапфирового лазера, работавшего в ближнем ИК-диапазоне, разделялся надвое, и полученные пучки направлялись на противоположные грани кремниевого образца. Эти грани стали аналогами зеркал, а кремний занял место инертного газа.
При правильной настройке - подборе толщины образца, которая задает рабочую длину волны, и расстояния, проходимого обоими пучками, - фотоны оказываются «запертыми» в пластине, и 99,4% энергии падающего излучения преобразуется в тепло. Подстройка фазы позволяет существенно снизить это значение, если полное поглощение не требуется. По словам авторов, максимальный процент преобразуемой энергии в будущем вырастет до 99,999. http://service4u.com.ua/news3....r=&npr=
Принцип работы лазера. Возбуждённый атом может самопроизвольно (спонтанно) перейти на один из нижележащих уровней энергии, излучив при этом квант света. Световые волны, излучаемые нагретыми телами, формируются именно в результате таких спонтанных переходов атомов и молекул. Спонтанное излучение различных атомов некогерентно. Однако, помимо спонтанного испускания, существуют излучательные акты другого рода. При распространении в среде световой волны с частотой v, соответствующей разности каких-либо двух энергетических уровней E1, E2 атомов или молекул среды (hn = E2 — E1, где h — Планка постоянная), к спонтанному испусканию частиц добавляются другие радиационные процессы. Атомы, находящиеся на нижнем энергетическом уровне E1, в результате поглощения квантов света с энергией hn переходят на уровень E2 . Число таких переходов пропорционально r (n) N1, где r (n) — спектральная плотность излучения в эрг/см3, N1 — концентрация атомов, находящихся на уровне E1 (населённость уровня). Атомы, находящиеся на верхнем энергетическом уровне E2, под действием квантов hn вынужденно переходят на уровень E1. Число таких переходов пропорционально r (n) N2, где N2 — концентрация атомов на уровне E2. В результате переходов E1 ® E2 волна теряет энергию, ослабляется. В результате же переходов E2 ® E1 световая волна усиливается. Результирующее изменение энергии световой волны определяется разностью (N2 — N1). В условиях термодинамического равновесия населённость нижнего уровня N1 всегда больше населённости верхнего N2. Поэтому волна теряет больше энергии, чем приобретает, т. е. имеет место поглощение света. Однако, в некоторых специальных случаях, оказывается возможным создать такие условия, когда возникает инверсия населённостей уровней E1 и E2, при которой N2 > N1. При этом вынужденные переходы E2 ® E1 преобладают и поставляют в световую волну больше энергии, чем теряется в результате переходов E1 ® E2. Световая волна в этом случае не ослабляется, а усиливается. Излучаемые атомами в результате вынужденных переходов E2 ® E1 волны по частоте n, направлению распространения, поляризации и фазе тождественны первичной волне и, следовательно, когерентны друг другу независимо от того, каким образом происходило возбуждение атомов на уровень E 2. Именно когерентность вынужденного излучения приводит к усилению световой волны в среде с инверсией населённостей, а не просто к дополнительному излучению новых волн. Среду с инверсией населённостей какой-либо пары уровней E1, E2, способную усиливать излучение частоты n = (E2 — E1)/h, обычно называют активной. Спонтанное излучение одного из возбуждённых атомов активной среды (т. е. атома, находящегося на уровне E2), прежде чем оно выйдет из объёма V, может вызвать вынужденные переходы др. возбуждённых атомов и вследствие этого усилится. Существенно, что усиление зависит от пути, проходимого волной в среде, т. е. от направления. Если поместить активную среду в простейший оптический резонатор, т. е. между двумя параллельными полупрозрачными зеркалами, находящимися на определённом расстоянии друг от друга, как в интерферометре Фабри — Перо, представляющий собой простейший лазер, то в наиболее благоприятные условия попадает волна, распространяющаяся вдоль оси интерферометра. Усиливаясь, она достигнет зеркала, отразится от него и пойдёт в обратном направлении, продолжая усиливаться, затем отразится от второго зеркала и т.д. При каждом "проходе" интенсивность волны увеличивается в ekL раз, где k — коэффициент усиления в см-1, L — длина пути волны в активной среде. Если усиление на длине L больше потерь, испытываемых волной при отражении, то с каждым проходом волна будет усиливаться всё больше и больше, пока плотность энергии r (n) в волне не достигнет некоторого предельного значения. Рост r (n) прекращается, когда выделяемая в результате вынужденных переходов энергия, пропорциональная r (n), не может компенсироваться энергией, затрачиваемой на возбуждение атомов. В результате между зеркалами устанавливается стоячая волна, а сквозь полупрозрачные зеркала выходит наружу поток когерентного излучения. http://slovari.yandex.ru/~%D0%BA....5%D1%80
Основной причиной возбуждения атомов в нагретых телах и в газовом разряде являются столкновения. Моменты столкновений случайным образом распределены во времени, что и приводит к хаотичному распределению фаз волн, излучаемых отдельными атомами, т. е. к некогерентности их излучения. Задача создания источника когерентного света была решена лишь с появлением лазера, в котором используется принципиально иной метод высвечивания возбуждённых атомов, позволяющий, несмотря на некогерентный характер возбуждения отдельных атомов, получать когерентные пучки света с очень малой расходимостью. Если интенсивность излучения лазера сравнить с интенсивностью излучения абсолютно чёрного тела в том же спектральном и угловом интервалах, то получаются фантастически большие температуры, в миллиарды и более раз превышающие реально достижимые температуры тепловых источников света. Кроме того, малая расходимость излучения позволяет с помощью обычных оптических систем концентрировать световую энергию в ничтожно малых объёмах, создавая громадные плотности энергии. Когерентность и направленность излучения открывают принципиально новые возможности использования световых пучков там, где нелазерные источники света неприменимы. http://u.to/DT1IAQ
ПРО ЛАЗЕР ПОСЛОЖНЕЕ: Излучение теплового источника распространяется по всем направлениям от источника, т. е. заполняет телесный угол 2p рад. Формирование направленного пучка от такого источника, осуществляемое с помощью системы диафрагм или оптических систем, состоящих из линз и зеркал, всегда сопровождается потерей энергии. Никакая оптическая система не позволяет получить на поверхности освещаемого объекта мощность излучения большую, чем в самом источнике света. Излучение теплового источника, кроме того, немонохроматично, оно заполняет широкий интервал длин волн. Например, спектр излучения Солнца захватывает ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный диапазоны длин волн. Излучение любого источника света представляет собой суммарный эффект излучения громадной совокупности атомов и молекул, причём все они излучают совершенно независимо друг от друга — некогерентно.В некогерентном процессе световые волны излучаются независимо друг от друга, энергия излучаемого пучка рассеивается по пространству и быстро убывает по мере удаления от источника. При когерентном излучении волны испускаются не хаотично и могут усиливать друг друга. Так лучи лазерного пучка почти параллельны между собой, поэтому он расходится незначительно даже на больших расстояниях от излучателя. Некогерентность излучения атомов связана с независимостью, случайностью элементарных актов возбуждения атомов и их хаотичным распределением в пространстве. http://u.to/DT1IAQ
ПРО ЛАЗЕР ПОПРОЩЕ: ЛАЗЕР- квантовый генератор, источник мощного оптического излучения (laser - аббревиатура выражения light amplification by stimulated emission of radiation - усиление света вынужденным излучением). В этом устройстве излучение избыточной энергии возбужденных атомов вынуждается внешним воздействием. Лазер — источник света. По сравнению с другими источниками света Лазер обладает рядом уникальных свойств, связанных с когерентностью и высокой направленностью его излучения. Излучение "нелазерных" источников света не имеет этих особенностей. Вторая особенность лазерного излучения - монохроматичность, т.е. одноцветность; это значит, что от конкретного лазера исходят волны одной и той же длины. В свете почти всех существующих источников обычно присутствуют все длины волн видимого спектра и соответственно все цвета, поэтому такой свет нам кажется белым. Принцип действия. Свет - особая форма движущейся материи. Он соткан из отдельных сгустков, именуемых квантами. Атомы любого вещества, излучая (или поглощая) свет, испускают (или захватывают) только цельные кванты; в таких процессах (если нет каких-то особых условий) атомы не взаимодействуют с долями квантов. Длина волны (стало быть, цвет) излучения определяется энергией его кванта. Атомы, одинаковые по своей природе, излучают или поглощают кванты лишь конкретной длины волны. Когда атом излучает квант света, он расходует энергию; поглощая квант света, атом приобретает дополнительную энергию. Поскольку энергия переносится к атому и от него порционно, то и сам атом может пребывать лишь в одном из дискретных энергетических состояний - либо в основном (с минимальной энергией), либо в каком-то из возбужденных. Атом, находящийся в основном состоянии, при поглощении кванта света переходит в возбужденное состояние; при излучении кванта света все происходит наоборот. Чем больше квантов вблизи атомов, тем больше и тех атомов, которые совершают подобные переходы - с повышением или понижением энергии. (Свет своим присутствием вынуждает атомы участвовать в энергетических переходах, поэтому такие процессы называют вынужденными - вынужденное поглощение и вынужденное излучение.) При вынужденном поглощении число квантов уменьшается и интенсивность света убывает, а энергия атомов возрастает. Если некоторое множество атомов, попав в освещение, вынужденно излучает суммарно больше, чем вынужденно поглощает, то возникает лазерный эффект - усиление света вынужденным излучением (данного множества атомов). Лазерная генерация может возникнуть только в том множестве микрочастиц, где возбужденных атомов больше, чем невозбужденных. Следовательно, такое множество надо заранее подготовить, т.е. предварительно накачать в него дополнительную энергию, черпая ее от какого-либо внешнего источника; эта операция так и называется - накачка. Типы лазеров различаются в основном по видам накачки. Накачкой могут служить: электромагнитное излучение с длиной волны, отличающейся от лазерной; электрический ток; пучок релятивистских (чрезвычайно быстрых) электронов; электрический разряд; химическая реакция в пригодной для генерации среде. http://www.slovopedia.com/14/203/1015553.html фото с сайта: http://qiq.ws/showim/264412
есть и разрушительные действия -звездные войны ,например