КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Область электроники, охватывающая изучение и разработку методов и средств усиления и генерации электро-магнитных колебаний на основе эффекта вынужденного излучения атомов, молекул и твёрдых тел. Часто под термином Квантовая электроника понимают совокупность квантовых электронных приборов и устройств - молекулярных генераторов, квантовых усилителей, оптических квантовых генераторов (лазеров) и другое, - в которых используется вынужденное излучение. К Квантовой электронике относят также вопросы нелинейного взаимодействия мощного лазерного излучения и применения такого взаимодействия в устройствах преобразования частоты лазерного излучения. Наиболее крупным прикладным разделом Квантовой электроники является лазерная техника, связанная с созданием лазеров различных типов, исследованием свойств лазерного излучения и его использованием для решения различных практических задач.

Физические основы Квантовой электроники. В отличие, например, от вакуумной электроники, использующей для преобразования электро-магнитной энергии потоки свободных электронов, в Квантовой электронике имеют дело со связанными электронами, входящими в состав атомных систем: атомов, молекул, кристаллов. Согласно законам квантовой механики, электроны в атоме и, следовательно, атомая система в целом могут находиться только в определённых энергетических состояниях, характеризуемых дискретным рядом значений энергии, называемыми энергетическими уровнями. Изменение внутренней энергии атомных системы сопровождается квантовым переходом электрона с одного энергетического уровня на другой. Излучение квантов (соответствующее переходам электронов с верхних энергетических уровней на нижние) может происходить как самопроизвольно - в отсутствие внешнего поля (спонтанное излучение), так и вынужденно - в присутствии поля (вынужденное излучение), поглощение же квантов (соответствующее переходам с нижних уровней на верхние) всегда является процессом вынужденным.

Существенно, что в результате вынужденных излучательных переходов первичная электро-магнитная волна усиливается за счёт энергии квантов вынужденного излучения, тождественных этой первичной волне по частоте, фазе, направлению распространения и характеру поляризации. Именно эта особенность вынужденного излучения имеет основополагающее значение в Квантовой электронике, позволяя использовать такое излучение для усиления и генерации электро-магнитных волн.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.