Люминесценция

Свойства лазерного излучения

Виды излучений

В квантовой теории процесс излучения понимается как испускание фотонов возбужденными излучающими системами (атомами, молекулами, вращающимися в магнитном поле электронами и т.д.) при переходе излучающей системы с более высокого энергетического уровня на более низкий. При этом элементарный акт излучения фотона представляется практически как мгновенный процесс. После возбуждения атома (молекулы и т.д.), при котором он переходит на более высокий энергетический уровень и некоторый промежуток времени приходится в данном состоянии, а затем совершает переход в низшее (обычно нормальное, основное) энергетическое состояние. При этом испускается фотон. Если атомы не подвержены никаким внешним воздействиям, то переход из возбужденного состояния в нормальное совершается самопроизвольно (спонтанно). Такой процесс излучения получил название спонтанного излучения.

Время нахождения атома в возбужденном состоянии не является определенной величиной, т.е. спонтанные переходы излучающих частиц совершается случайно, хаотически, через равные промежутки времени.

Вынужденным или индуцированным излучением называется излучение возбужденных атомом (молекул и т.д.) вещества, вызванное действием на вещество падающего на него света.

С точки зрения волновой оптики явление индуцированного излучения способствует увеличению интенсивности электромагнитной волны, проходящей через вещество. При этом частота волны, направление ее распространения, фаза и поляризация волны остаются неизменными. Таким образом, индуцированное излучение является высококогерентным и в то же время когерентным с падающей волной.

Прибор, основанный на использовании индуцированного излучения, называется оптическим квантовым генератором (ОКГ). Квантовые генераторы, излучающие в диапазоне видимого и инфракрасного излучения, получили название лазеров, генераторы работающие в микроволновом диапазоне называются мазерами.

1. Временная и пространственная когерентность. Время когерентности составляет 10^-3с, что соответствует длине когерентности 10⁵м.

2. Строгая монохроматичность (∆λ‹10^-11м).

3. Большая плотность потока энергии имеет порядок ~2·10¹⁰ Вт/м².

Очень малое угловое расхождение в пучке. Направленный, например, на Луну, пучок дает на ее поверхности световое пятно диаметром примерно 3·10³м (луч протектора дал пятно диаметром 4·10⁷м.

Одним из видов спонтанного излучения может служить люминесценция. Люминесценция (холодное свечение) – свечение тел при низкой температуре, так что в тепловом излучении отсутствует излучение в видимом диапазоне. Оно наблюдается после возбуждения атомов и молекул вещества. По продолжительности послесвечения (после прекращения действия внешнего возбуждения) от 10^-9с до нескольких суток. Люминесценция подразделяется на флюоресценцию (кратковременное послесвечение) и фосфоресценцию (длительное), хотя резкой границы между ними нет.

Свечение при люминесценции не прекращается одновременно с вызвавшей его причиной. В зависимости от способа возбуждения различают фото-люминесценцию, рентгено-, радио-, котодо-, электро-, хемилюминесценцию.

Дата добавления: 2014-12-07