Возбужденный атом - гелий
Cтраница 1
Возбужденный атом гелия некоторое время двигается в газовой смеси, так как его переход в основное состояние запрещен; в конце концов он сталкивается с атомом неона, находящимся в основном состоянии. [1]
В возбужденном атоме гелия один из электронов находится в р -, другой в d - состоянии. [2]
При столкновениях возбужденных атомов гелия с атомами неона последние также возбуждаются и переходят на один из верхних уровней неона. [3]
Резонансная передача энергии возбужденными атомами гелия атомам неона приводит к возникновению инверсной заселенности уровней Ез и Е2 атомов неона. Переходы с этих уровней на уровень Е могут обеспечить генерацию когерентного индуцированного излучения с длинами волн 632 8 и 1150 нм. [4]
 |
Сопоставление молекул прототипических кайносимметриков Н и Не с их. [5] |
Уже сейчас гелио-неоновые лазеры используют возбужденные атомы гелия с их высоко лежащими энергетическими уровнями электронов для возбуждения атомов неона, имеющих незаселенные возбужденные уровни на той же высоте, что и у гелия. Если концентрация атомов гелия значительно превышает в смеси концентрацию неона, получается возможность инверсии заселенности в атомах неона, вместе с этим развивается и лазерный эффект. Вообще атомы или молекулы ( например, N2), имеющие высоко лежащие уровни возбуждения, служат теперь источниками для конструкции лазеров ( N2 - - CO2) и как инициаторы различных химических процессов. [6]
Таким образом, в присутствии аргона энергия возбужденных атомов гелия тратится на ионизацию ( в обычных условиях она рассеивается при соударениях); следовательно, W ( отношение поглощенной энергии к числу образовавшихся пар ионов) уменьшается. Подобного рода системы служат интересным примером переноса энергии при радиолизе газов. [7]
Таким образом, если четвертый электрон поместить в возбужденном атоме гелия в любое состояние, то при совмещении ядер мы получим возбужденный атом бериллия с невозбужденным атомным остатком. Это означает, что при сближении атомов гелия терм, соответствующий основному состоянию двух атомов гелия, пересекается с большим числом термов, которые соответствуют при больших расстояниях между ядрами нахождению обоих атомов в возбужденном состоянии. В частности, основное состояние бериллия образуется при совмещении ядер у атомов гелия, находящихся в метастабильных ( Is2s) 5-или ( Is2s) 35-состояниях. [8]
 |
Схема твердотельного лазера. [9] |
Газы подбирают таким образом, чтобы рабочий газ ( неон) имел подходящую схему уровней, а вспомогательный ( гелий) - возможно большее время жизни на возбужденном уровне. Возбужденные атомы гелия сталкиваются с атомами неона, находящимися в основном состоянии, и передают им свою энергию. Преобладание переходов атомов неона на уровень 2S приводит к значительной инверсии насе-ленностей уровней 2S и 2Р, в результате чего и возникает индуцированное излучение. [10]
При пропускании тока через гелий-неоновую смесь газов электронным ударом атомы гелия возбуждаются до состояний 235 и 225, которые являются метастабильными, поскольку переход в основное состояние из них запрещен квантово-меха-ническими правилами отбора При прохождении тока атомы накапливаются на этих уровнях. Когда возбужденный атом гелия сталкивается с невозбужденным атомом неона, энергия возбуждения переходит к последнему. Этот переход осуществляется очень эффективно вследствие хорошего совпадения энергии соответствующих уровней. Вследствие этого на уровнях 35 и 2S неона образуется инверсная заселенность относительно уровней ЗР и 2Р, приводящая к возможности генерации лазерного излучения. Лазер может оперировать в непрерывном режиме. Концы лазерной трубки закрыты соответствующим прозрачным материалом так, чтобы аксиальные моды падали на него под углом Брюстера Благодаря этому обеспечивается полное пропускание одной из поляризаций света и устранение из пучка другой. Излучение гелий-неонового лазера линейно поляризовано. В качестве зеркал используют многослойные диэлектрики ( см. § 29), поскольку более низкие коэффициенты отражения не обеспечивают достижения порога генерации. [11]
В гелий-неоновом лазере накачка происходит в два этапа: гелий служит носителем энергии возбуждения, а неон дает лазерное излучение. При столкновениях возбужденных атомов гелия с атомами неона происходит их возбуждение и они переходят на один из верхних уровней неона, который расположен вблизи соответствующего уровня гелия. Переход атома неона с верхнего уровня 3 на один из нижних уровней 2 приводит к лазерному излучению с А0 6328 мкм. [12]
За счет соударений с электронами атомы гелия переходят в возбужденное состояние. При столкновениях возбужденных атомов гелия с атомами неона последние также возбуждаются и переходят на один из четырех верхних уровней неона, близко расположенных к соответствующему уровню гелия. Переход атомов неона с этих уровней на один из нижних уровней ( всего оказывается 10 промежуточных энергетических уровней) сопровождается излучением в диапазоне от 0, 9 до 1, 7 мк. Эффект усиления света сопровождается всегда ростом его монохроматичности. [13]
В гелий-неоновом лазере накачка происходит в два этапа: гелий служит носителем энергии возбуждения, а лазерное излучение дает неон. При столкновениях возбужденных атомов гелия с атомами неона происходит их возбуждение и они переходят на один из верхних уровней неона. [14]
Уровни E i и Е з гелия являются метастабильными. Вероятность встречи возбужденных атомов гелия с невозбужденными атомами неона повышается при увеличении концентрации гелия, которая оказывается оптимальной, если атомов гелия в Ъ-10 раз больше, чем атомов неона. [15]
Страницы: 1 2