КВАНТОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Устройство для усиления электро-магн. волн СВЧ или оптич. диапазона за счёт эффекта вынужденного излучения возбуждённых атомов, молекул или ионов. В отличие от обычных усилителей электрических колебаний, например ламповых, где используются свободные электроны, подчиняющиеся в своём движении законам классич. механики, усиление в К. у. происходит в результате взаимодействия электро-магн. излучения с активной средой, в которой создана инверсия населённостей. Процессы, протекающие при таком взаимодействии, описываются законами квантовой механики, отсюда и назв. «К. у.».В К. у. усиливаемая (первичная) электро-магн. волна, распространяясь в активной среде, вызывает в ней вынужденное испускание квантов излучения, тождественных по частоте, фазе, направлению распространения и характеру поляризации с первичной волной. Усиление можно увеличить, заставив волну многократно проходить через активную среду. Для этого активную среду помещают в объёмный резонатор. Для эффективного усиления собств. частота резонатора (определяемая его размерами и формой) должна совпадать с частотой усиливаемой электро-магн. волны.

К. у. (как и квантовые генераторы) СВЧ диапазона наз. мазерами, К. у. оптич. диапазона - лазерными усилителями. Примером мазерного усилителя может служить парамагн. К. у. на рубине. Активный элемент парамагн. К. у. размещается в криостате при температуре кипения жидкого гелия (4,2 К), что позволяет, в частности, снизить мощность шума до 1-5 К. Коэф. усиления парамагн. К. у. составляет 10~ см. При совмещении малошумящего К. у. со спец. малошумящей антенной можно достичь рекордно низкого уровня шумов всей системы (10-20 К), а выигрыш в чувствительности при этом может быть -50-200 раз. Это делает СВЧ К. у. незаменимыми для систем дальней космич. связи, радиоастрономии и др. Коэф. усиления лазерных усилителей составляет 10 см. Они применяются в выходных каскадах мощных лазеров.

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