Индуцированного электрического

и приводит к хаотическому испусканию фотонов при обратных переходах электронов. Возникающее при этом в jD-n-переходе некогерентное свечение и является электролюминесценцией. Фотон, испускаемый при люминесцентном переходе из заполненной части зоны проводимости в свободную часть валентной зоны, вызывает индуцированное излучение идентичного фотона, заставив еще один электрон перейти в валентную зону. Однако фотон такой же энергии (от Д? = ?2— Е\ до Д?=26?) не может поглотиться, так как нижнее состояние свободно (в нем нет электронов), а верхнее состояние уже заполнено. Это означает, что p-n-переход прозрачен для фотонов такой энергии, т. е. для соответствующей частоты. Наоборот, фотоны с энергией, большей Д?--26?, могут поглощаться, переводя электроны из валентной зоны в зону проводимости. В то же время для таких энергий индуцированное испускание фотонов невозможно, так как верхнее исходное состояние не заполнено, а нижнее состояние заполнено. Таким образом, вынужденное излучение возможно в узком диапазоне около частоты, соответствующей энергии запрещенной зоны Д? с шириной спектра 8?.

Явление индуцированного излучения лежит в основе работы квантовых приборов. Длительность индуцированного излучения близка к периоду световых колебаний (примерно 10~15 с). Индуцированное излучение отличается когерентностью и узким спектром (менее 10~5 мкм).

квант света с определенной частотой может не только поглощаться полупроводником, но и вызывать добавочное индуцированное излучение. Индуцированное излучение происходит в том же направлении, что и вызвавшие его излучение, в одной и той же фазе и с одинаковой поляризацией, т. е. индуцированное излучение является когерентным.

В отличие от индуцированного,излучения, длительность которого близка к периоду световых колебаний (примерно 10~15 с), люминесценция характеризуется весьма длительным свечением даже после того, как действие возбуждающего фактора прекратилось. Это послесвечение объясняется тем, что при люминесценции акты поглощения квантов энергии отделены во времени от актов излучения промежуточными процессами. Кроме того, при люминесценции эмиттируется некогерентное оптическое излучение с относительно широким спектром (около 10~2 мкм), в то время как индуцированное излучение оптического квантового генератора когерентно и отличается значительно более узким спектром (менее 10~5 мкм).

Излучающие приборы преобразуют электрическую энергию в энергию оптического излучения с определенной длиной волны или в узком диапазоне длин волн. Механизм преобразования энергии обусловлен излучательной рекомбинацией носителей в полупроводниках. В основе принципа действия полупроводниковых излучающих приборов лежит явление электролюминесценции. Электролюминесценцией называют явление излучения света телами под действием электрического поля. Электролюминесценция является частным случаем люминесценции. Люминесценция — это явление излучения света с интенсивностью, превышающей интенсивность теплового излучения тела при данной температуре, и длительностью, значительно большей периода световых волн. Эти особенности излучения позволяют выделить люминесценцию среди других явлений вторичного свечения и, в частности, таких, как отражение и рассеяние света, тормозное излучение заряженных частиц и индуцированное излучение [8].

В отличие от индуцированного,излучения, длительность которого близка к периоду световых колебаний (примерно 10~15 с), люминесценция характеризуется весьма длительным свечением даже после того, как действие возбуждающего фактора прекратилось. Это послесвечение объясняется тем, что при люминесценции акты поглощения квантов энергии отделены во времени от актов излучения промежуточными процессами. Кроме того, при люминесценции эмиттируется некогерентное оптическое излучение с относительно широким спектром (около 10~2 мкм), в то время как индуцированное излучение оптического квантового генератора когерентно и отличается значительно более узким спектром (менее 10~5 мкм).

тон, испускаемый при люминесцентном переходе из заполненной части зоны проводимости в свободную часть валентной зоны, может вызвать индуцированное излучение идентичного фотона, заставив еще один электрон перейти в валентную зону. Однако фотон такой же энергии (от AE = E2—Ei до Д? + 26?) не может поглотиться, так как нижнее состояние свободно (в нем нет электронов), а верхнее состояние уже заполнено. Это означает, что p-n-переход прозрачен для фотонов такой энергии, т. е. для соответствующей частоты. Наоборот, фотоны с энергией, большей АЕ+28Е, могут поглощаться, переводя электроны из валентной зоны в зону проводимости. В то же время для таких энергий индуцированное испускание фотонов невозможно, так как верхнее исходное состояние не заполнено, а нижнее состояние заполнено. Таким образом, вынужденное излучение возможно в узком диапазоне около частоты, соответствующей энергии запрещенной зоны АЕ с шириной спектра 8Е.

уровневой системе при температуре жидкого азота. Полосы поглощения ионов U3+ находятся в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях, которые охватываются спектром ксеноновой импульсной лампы. Ширина линии люминесценции для А, = 2,60 мкм составляет 15 см~1, что соответствует- Д/ = 4,37-Ю11 гц, при температуре 77° К. При этой температуре получено непрерывное излучение. Пороговая населенность составляет Nmf — 1015 \/см?, время жизни мета-стабильного состояния равно 130 мксек при 77° К и уменьшается до 15 мксек при 300° К- Наряду с кристаллами фтористого кальция используют кристаллы фтористого стронция и фтористого бария, активированные также ураном. Излучение в них происходит на волнах 2,407 и 2,556 мкм. Для активирования флюорита кальция используют также двухвалентные ионы редкоземельных элементов Sm2% Dy2+ и Tu2+ и, кроме того, трехвалентные элементы — неодим, празеодим, гольмий, европий, иттербий и эрбий. Среди этих элементов видное место принадлежит неодиму. Индуцированное излучение ионов Nd3+ в кристалле CaF2 происходит при нормальной температуре 300° К; излучение на волне 1,0461 мкм связано с переходом *^з/2 -* 4/и/2- При более низких температурах возможно излучение и на других волнах 1,0448-т- 1,0650ж«ж Ионы неодима используются в качестве активирующих и для SrF3.

Индуцированное излучение и поглощение электромагнитных волн. Взаимодействие электромагнитного поля с веществом, строго говоря, является взаимодействием двух квантовых систем: фотонов и элементарных частиц. Однако если длина электромагнитной волны много больше размеров атома, то во многих случаях можно не учитывать квантовой структуры электромагнитного поля. В дальнейшем предполагается, что с квантовой системой взаимодействует плоская электромагнитная волна, которая в малой области с электрическими зарядами атома имеет напряженность электрического поля

— испусканием фотона. Иными словами, в первом случае имеет место поглощение энергии электромагнитного поля, а во втором — индуцированное излучение.

Для того чтобы индуцированное излучение преобладало над поглощением, необходимо нарушить термодинамическое равновесие-системы, заселив верхний уровень более плотно, чем нижний, т. е. сделав nz>ni. Такое заселение называют инверсным, а систему или среду с инверсным заселением уровней называют активной.

Электродвижущая сила (э. д. с.) е — скалярная величина, характеризующая способность стороннего поля и индуцированного электрического поля вызывать электрический ток.

электрический момент dp. Образование индуцированного электрического момента р в диэлектрике и представляет собой явление поляризации. Количественно интенсивность поляризации диэлектрика определяется поляризованностъю Р, равной отношению индуцированного

Если напряженность индуцированного электрического поля обозна-

Эту силу- можно представить как результат взаимодействия заряда и индуцированного электрического поля с напряженностью

Электродвижущая сила - это физическая величина, характеризующая способность сторонних сил и индуцированного электрического поля вызывать электрический ток. ЭДС равна:

2 Электродвижущая сила физическая величина, характеризующая способность сторонних сил и индуцированного электрического поля вызывать электрический ток

Возникновение ЭДС в таком контуре при изменении магнитного поля есть результат появления индуцированного электрического поля. При этом электродвижущая сила, действующая вдоль контура, равна линейному интегралу напряженности электрического поля, взятому вдоль этого контура. Таким образом, обобщенная максвеллова формулировка закона электромагнитной индукции представляется в виде

Линии вектора напряженности индуцированного электрического поля всюду непрерывны. Линии вектора электрического смещения, связанного с зарядами тел и частиц, начинаются и кончаются на этих зарядах.

дует понимать напряженность индуцированного электрического поля, равную Ешщ = vB, так что

определяется движением контура в магнитном поле. Соответственно, и величина [vB] представляет собой только одну составляющую напряженности Етт индуцированного электрического поля, определяемую движением элемента dl во внешнем поле со скоростью v. Можно было бы определить всю величину ?"111Д из аналогичной формулы: