Обратите внимание на зернистость светового пятна от лазера на экране. Зернистость возникает из-за того, что когерентные пучки, отраженные в глаз наблюдателя от различных выпуклостей и вмятин диффузно-рассеивающей поверхности экрана в одних точках сетчатки глаза усиливают друг друга, в других – ослабляют.
l= мм f = мм Таблица 2
|
D1 |
D2 |
DL |
D1¢ |
D2¢ |
DL¢ |
|
|
Q = |
Q= |
|||||
Внимание!!!
По окончании работы с лазером тумблер «сеть» на блоке питания следует перевести в положение «выкл.» и отключить сетевой шнур от розетки.
Контрольные вопросы
1. Что называется инверсией населенности? Каким образом она достигается в гелий-неоновом лазере?
2. В чем отличие вынужденного излучения от спонтанного?
3. Что такое пространственная и временная когерентность? Почему излучение лазера является когерентным?
4. Каково условие получения незатухающего излучения (генерации) лазера?
5. Каковы функции газов в гелий-неоновом лазере?
6. Чем ограничивается возможность создания строго направленного излучения?
7. Каково назначение резонатора?
8. Записать условие максимумов при дифракции на дифракционной решетке. Что называется постоянной дифракционной решетки?
9. Как будут зависеть расстояния между дифракционными максимумами от величины постоянной dдифракционной решетки?
10. Какую лучше выбрать линзу: коротко- или длиннофокусную для более точного проведения эксперимента по определению расходимости пучка лазера.
Список литературы
1. Савельев И.В. Курс общей физики в 3-х тт. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. – М.: – Наука, 2005. – 496 с.
2. Физика твёрдого тела: Учебное пособие для технических университетов / И.К.Верещагин, С.М. Кокин, В.А. Никитенко, В.А. Селезнёв, Е.А. Серов; Под ред. И.К. Верещагина. – М.: Высшая школа, 2001. – 237 с.
3. Никитенко В.А., Кокин С.М. Физика. Часть III. Конспект лекций. – М.: МИИТ, 2007. – 196 с.
Работа 55
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ
КРИСТАЛЛОФОСФОРОВ
Цель работы. Изучение процессов генерации и рекомбинации неравновесных носителей заряда в твердых телах при возбуждении их светом, экспериментальная проверка кинетики затухания рекомбинационной люминесценции при наличии центров захвата (ловушек).
Введение
Для того, чтобы объяснить свойства люминесценции и отличить это явление от теплового равновесного излучения, приведем определение академика С. И. Вавилова: «...люминесценцией тела в данной спектральной области называется избыток излучения над температурным при условии, что это избыточное излучение обладает конечной длительностью, превышающей период световых колебаний».
В зависимости от вида возбуждения люминофора различают: фотолюминесценцию, возникающую в результате поглощения света; катодо-, рентгено- и радиолюминесценцию, возбуждаемую соответственно потоком быстрых электронов, рентгеновским излучением, a- и b-частицами, протонами, осколками ядерного деления; электролюминесценцию, возбуждаемую электрическим полем; хеми- и биолюминесценцию, при которых излучение света сопровождает химическую реакцию.
Люминофоры уже давно используются для приготовления светящихся составов, которыми покрываются различные опознавательные знаки; для изготовления ламп дневного света, экранов электроннолучевых приборов; применяются в телевизорах, осциллографах, электронных микроскопах и в рентгенотехнике. В последние годы, особенно в связи с разработкой полупроводниковых лазеров, область применения люминофоров существенно расширилась. Они стали применяться в вычислительной технике, системах передачи информации, а также в системах локации и автоматики на железнодорожном транспорте.
Теоретической основой современных представлений о механизме люминесценции кристаллофосфоров служит зонная теория твердых тел. В основе теории лежит энергетическая модель люминесцирующего кристалла. На рис. 1 схематически представлен энергетический спектр электрона в кристаллической решетке, имеющей какие-либо дефекты. Состояния, принадлежащие зонам энергии (зона проводимости и валентная зона), связаны с основным веществом кристалла. Внедрение примесей в кристаллическую решетку основания люминофора либо присутствие в ней собственных дефектов вызывает появление локальных энергетических уровней внутри запрещенной зоны.
 |
В зависимости от типа внутренних дефектов в кристаллофосфоре и от температуры среды можно рассмотреть различные процессы возбуждения (генерации) свободных носителей заряда. Например, тепловая генерация электронов из валентной зоны в зону проводимости (переход 1, что ведет к появлению свободных электронов в зоне проводимости и вакантных мест (дырок) в валентной зоне; ионизация примесных центров (переход 2), и т. д. Одновременно с генерацией возникает обратный процесс рекомбинации. Он заключается в том, что свободный электрон при встрече с дыркой занимает вакантное место (например, переход 3), либо наблюдается воссоединение свободного носителя с ионизированным примесным центром (переход 4).
При любой температуре между процессом тепловой генерации носителей и процессом их рекомбинации устанавливается равновесие, которому соответствует равновесная концентрация носителей. Такие носители называются равновесными.
Кроме теплового возбуждения возможны и другие способы генерации свободных носителей в кристаллах: под действием света, ионизирующих частиц и т. д., что также может привести к электронным переходам типа 1, 2, 5, 6, 7, 8 (см. рис. 1). При световой генерации электронов из валентной зоны в зону проводимости через промежуточные состояния в запрещенной зоне в зависимости от энергетического положения этих состояний и температуры люминофора один из переходов может быть оптическим, а другой термическим (например, переходы 5, 7 – оптические; переходы 6, 8 – термические).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
=
=