Активне середовище - фізична енциклопедія

Активному середовищі - речовина, в к-ром створена інверсія населенностей енергетичних. рівнів квантової системи. А. с. підсилює проходить через неї резонансне ел - магн. випромінювання за умови, якщо коеф. квантового посилення перевищує коеф. втрат енергії в А. с. (Див. Квантова електроніка). Застосування покладе. зворотного зв'язку дозволяє використовувати А. с. для створення генератора когерентного ел - магн. випромінювання.

При цьому необхідно избират. збудження (або створення каналів прискореної релаксації) атомів або молекул, що забезпечує надлишковий заселення одного або дек. верхніх рівнів енергії в порівнянні з нижнім рівнем. Одним з наиб. еф. методів збудження є т. н. метод оптич. накачування. Він особливо ефективний для збудження середовищ, що володіють широкими смугами поглинання (твердих тіл, рідин, см. Твердотільний лазер, Рідинні лазери,). У напівпровідниках А. с. можна створювати разл. способами: инжекцией носіїв заряду через моно- і гетеропереходи (див. Інжекційний лазер, гетеролазери). бомбардуванням пучком швидких електронів; оптич. збудженням; елект. пробоєм в електричні. поле (див. Напівпровідниковий лазер) .А. с. в газах створюється в більшості випадків в електричні. розряді. Порушення частинок виникає при електронному ударі. Зазвичай для збільшення ефективності накачування до робочого газу додаються допоміжні, передають порушення на верхній лазерний рівень робочого газу і спустошливі його нижній лазерний рівень.

Цей метод дозволяє використовувати в якості А. с. разл. атомні і молекулярні суміші і разл. типи електричні. розрядів (Див. Газорозрядні лазери) .Оптіч. накачування (випромінюванням з широким спектром) в газах є малоефективною, т. к. ширина спектральної лінії газу невелика. А. с. можна також створити в газовій суміші, к-раю нагрівається до високих темп-р, формується в надзвуковий потік і потім, виходячи з сопла, різко охолоджується (див. Газодинамический лазер) .Хім. зв'язку молекул є енергоємними накопичувачами енергії. Тому для створення А. с. використовують енергію, що звільняється в хім. реакціях. Прикладами таких реакцій можуть служити реакції фотодиссоциации, дисоціації, вибухові хім. реакції (див. Хімічний лазер).

Літ .: Довідник з лазерів, пров. з англ. під ред. А. М. Прохорова, т. 1-2, М. 1978; Звелто О. Фізика лазерів, пров. з англ. 2 изд. М. 1984; Карлов Н. В. Лекції з квантової електроніки, М. 1983. М. Н. Андрєєва.

Схожі статті