выполнить задания по оптике

1. Физические принципы работы генераторов оптического излучения. В основу работы квантовых генераторов оптического излучения положено явление вынужденного излучения. В этом случае при взаимодействии падающего фотона с возбужденным атомом происходит излучение еще одного фотона с той же частотой (или длиной волны) и направлением, что и у падающего фотона. Кроме атомов, находящихся в возбужденном состоянии и способных дать когерентное излучение под действием фотонной бомбардировки, всегда имеются и атомы, находящиеся в основном, невозбужденном состоянии. Эти атомы поглощают энергию ударивших в них фотонов и тем самым уменьшают энергию когерентного излучения, т. е. уменьшают усиление света. Если число возбужденных атомов равно числу невозбужденных, то никакого усиления света не получится, так как число фотонов, поглощенных невозбужденными атомами, будет равно числу фотонов, излученных возбужденными атомами. Следовательно, для усиления света и получения когерентного излучения необходимо, чтобы число возбужденных атомов было больше числа атомов, находящихся в основном, невозбужденном состоянии. Другими словами, должна быть так называемая инверсия населенности энергетических уровней. Для получения инверсной заселенности уровней подбирают такой материал, у которого имеется следующая система уровней: основной невозбужденное состояние E0, возбужденное состояние E1 с «широким» распределением по энергии и «узкое» возбужденное состояние E2, находящееся немного ниже по энергии уровня E1: