КПД лазера

 
+
-
edit
 

k_gornik

втянувшийся

Nick_Crak>Даже в лабораторных разерах, как уже написал k_gornik, используется оптический лазер(я, вообще то, слышал о сверхмощных электронных пучках), накачивающий плазму десятки минут для одного короткого импульса(кстати, по моему, могу ошибатся -главная там трудность -сохранить устойчивость плазмы на этот длинный период), а потом очень долгое охлаждение..и снова.

Он ОХЛАЖДАЕТСЯ десятки минут. А накачка - нано- или даже пикосекунды, сверкороткий импульс лазера.
 
+
-
edit
 

k_gornik

втянувшийся

ab>Речь идет о том, что источник накачки в принципе у нас есть. Насчет мощности, ну что же будем делать маленькую активную среду, там ведь не высокая энергия как таковая, а высокая плотность энергии нужна, будем пока физику изучать, ПРО потом займемся. Вообще лазер устроен просто (это уж я в отместку) – источник энергии накачки, активная среда, в которой создается инверсия населенностей, т.е. запас возбужденных атомов или чего там излучать будет, для чего время жизни на верхнем энергетическом уровне должно быть велико, резонатор - куда это все помещается и все, спасибо Эйнштейну с его вынужденным излучением, очень скоро это наружу и вылетит.

Без резонатора можно обойтись, а вот без чего нельзя, так это без инверсной заселенности. А ее проблематично создать, если просто жахнуть рентгеном - ничего не получится. Потом, для работы лазера (как и любого усилителя) нужно, чтобы мощность генерации была больше потерь энергии, а потери для рентгена велики, сама же активная среда и поглощает (с нагревом, а не с "правильным" возбуждением атомов, причем).

ab>Источник накачки должен иметь длину волны, несколько меньше (то есть энергию кванта больше), чем длина волны излучения

Не обязательно.

ab> (поэтому разер оптическим лазером в прямом смысле слова, как рубин лампочкой, накачать нельзя, энергии квантов не хватит, которая ашню, там лазер просто селен в плазму жуткой температуры возгоняет, а уж потом за счет столкновений ионов с электронами в плазме эти ионы селена еще довозбуждаются)

Именно так. И другие способы есть, где вообще источник света не нужен. Нужен источник энергии, а какая форма, это уже другой вопрос.

>>Есть ведь и разеры с НЕ ВЗРЫВНОЙ накачкой, но там тоже используются реакторы деления, как источник энергии накачки.

ab>Честно говоря первый раз слышу. А что в атомном реакторе где-то такая уж жуткая плотность энергии есть? Как же там металл, из которого он сделан, выдерживает? Использование реактора деления, как источника энергии накачки, я представляю себе только в смысле, что он на электростанции стоит.

Я тоже в первый раз слышу. Не знаю про реакторы. Сомневаюсь. Энергии там много, но не в той форме, так сказать.

ab>Тут еще стоит заметить, что k_gornik упоминает разеры на свободных электронах. А вот мне в глубине души всегда казалось, что ЛСЭ это родственник магнетрона и клистрона, они ведь тоже когерентные колебания генерируют (и транзистор кстати тоже может). В ЛСЭ просто пучок от электронной пушки мимо магнитов пролетает, электроны болтает, заряды, движущиеся с ускорением, излучают, чаще болтает - выше частота. Я видимо неправ, но вот где тут квантовые эффекты?

Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.
 
+
-
edit
 

TheFreak

старожил

k_gornik>Без резонатора можно обойтись, а вот без чего нельзя, так это без инверсной заселенности. А ее проблематично создать, если просто жахнуть рентгеном - ничего не получится.

Как раз просто жахнуть и нужно. Важно только соответствующую среду сделать. :cool:

ab>>Источник накачки должен иметь длину волны, несколько меньше (то есть энергию кванта больше), чем длина волны излучения

k_gornik>Не обязательно.

Заколебетесь накачивать. Если вообще сможете. А про какой-то КПД тогда вообще забудьте.
Для эффективной накачки надо большую энергию кванта. На сколько большую зависит от конкретного случая.

k_gornik>Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.

Скорее уж релятивистские.
Есть такая штука, как синхротронное излучение. Там рентген, но совсем некогерентный. Зато хорошо направленный, по законам так-нелюбимой-некоторыми СТО + классической ЭД.
 
+
-
edit
 
>>>Есть ведь и разеры с НЕ ВЗРЫВНОЙ накачкой, но там тоже используются реакторы деления, как источник энергии накачки.

ab>>Честно говоря первый раз слышу....
k_gornik>Я тоже в первый раз слышу. Не знаю про реакторы. Сомневаюсь. Энергии там много, но не в той форме, так сказать.

Вот вам всем ОКУЯН! Нет, я не ругаюсь :) Это -Оптический Квантовый Усилитель с Ядерной Накачкой (ОКУЯН)на основе импульсного реактора БАРС-6. Вот ссылочка
Так как именно этот прибор предназначен для опытов по термояду он - оптический, но это вопрос не источника накачки, а конструкции и среды резонатора.

k_gornik>Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.

А ведь Вы говорили, что НИЧЕГО не слышали о накачке пучком электронов :) Хотя конечно ПРЯМО это накачкой не назовешь. Но именно об этом я и читал.

Ник
Объективная реальность - вариант бреда, обычно вызывается низким уровнем концентрации алкоголя в крови.
 
+
-
edit
 
>>>>Есть ведь и разеры с НЕ ВЗРЫВНОЙ накачкой, но там тоже используются реакторы деления, как источник энергии накачки.

ab>>>Честно говоря первый раз слышу....
k_gornik>>Я тоже в первый раз слышу. Не знаю про реакторы. Сомневаюсь. Энергии там много, но не в той форме, так сказать.

Вот еще ОТЛИЧНАЯ СТАТЬЯ и выдержка из нее:
Возможные применения ЯОП.

Преимущества реакторов-лазеров и иных ядерно-оптических преобразователей перед другими типами лазерных систем обусловлены высокой удельной и абсолютной энергоемкостью, практически недостижимой в других типах лазеров, реализацией эффективного преобразования в широком оптическом диапазоне, отсутствием промежуточных ступеней преобразования энергии, гибкостью управления. Следствием этого является относительная простота конструкции, ее компактность и надежность, высокая (или полная) автономность системы, возможность создания мобильных устройств с минимальными массогабаритными параметрами при заданной энергетике, особенно в диапазоне высоких мощностей лазерного излучения и длительных пусков. При этом многократные повторные пуски не требуют дополнительного расхода топлива, лазерных сред и иных материалов.

Отсутствие химически агрессивных сред и малое количество урана делают РЛ безопасным с точки зрения хранения, эксплуатации и экологии. Недостаток, связанный с наличием радиационных полей при работе реактора-лазера, нейтрализуется достаточно простыми средствами биологической защиты.

В связи с отмеченным множество возможных применений лазерной энергии непосредственно относится и к реакторам-лазерам. Мощные реакторы-лазеры могут применяться как в военном деле, так и в научных исследованиях, промышленности, медицине и др. областях народного хозяйства. Диапазон (не полный) примеров применения лазеров простирается от уничтожения саранчи для защиты урожаев до воздействия на космические объекты (как в программах "звездных войн", так и в мирном освоении космоса).

Ник
Объективная реальность - вариант бреда, обычно вызывается низким уровнем концентрации алкоголя в крови.
 
+
-
edit
 

TheFreak

старожил

Nick_Crak>Вот еще ОТЛИЧНАЯ СТАТЬЯ и выдержка из нее:
Nick_Crak>Возможные применения ЯОП.

К сожалению это для оптических диапазонов (как я понял).
Для гамма, похоже, сколь-нибудь стоящего КПД без зеркал не добиться...
 
>k_gornik>Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.

>Есть такая штука, как синхротронное излучение. Там рентген, но совсем некогерентный.

Вот мой вопрос то и почему у лазера на свободных электронах
когерентный, а синхротронное излучение нет, принцип то похож,
электроны движутся с ускорением и зизлучают.
 
+
-
edit
 

k_gornik

втянувшийся

>>Есть такая штука, как синхротронное излучение. Там рентген, но совсем некогерентный.

ab>Вот мой вопрос то и почему у лазера на свободных электронах
ab>когерентный, а синхротронное излучение нет, принцип то похож,
ab>электроны движутся с ускорением и зизлучают.

Атомы обычно излучают некогерентно, но в лазере когерентно. Так же и синхротронное излучение - обычно некогерентное, но в лазере на свободных электронах, хоть рентгеновском, хоть нерентгеновском, электроны излучают когерентно. Потому он и лазер.
 
+
-
edit
 

k_gornik

втянувшийся

k_gornik>>Я тоже в первый раз слышу. Не знаю про реакторы. Сомневаюсь. Энергии там много, но не в той форме, так сказать.

Nick_Crak>Вот вам всем ОКУЯН! Нет, я не ругаюсь :) Это -Оптический Квантовый Усилитель с Ядерной Накачкой (ОКУЯН)на основе импульсного реактора БАРС-6.

Он не рентгеновский. Я имел в виду рентгеновские. Для рентгеновских лазеров проблема именно в создании активной среды, а не в мощном источнике энергии.

k_gornik>>Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.

Nick_Crak>А ведь Вы говорили, что НИЧЕГО не слышали о накачке пучком электронов :) Хотя конечно ПРЯМО это накачкой не назовешь. Но именно об этом я и читал.

Там электроны скорее среда, чем накачка.
 
+
-
edit
 

k_gornik

втянувшийся

Nick_Crak>Вот еще ОТЛИЧНАЯ СТАТЬЯ и выдержка из нее:
Nick_Crak>Возможные применения ЯОП.

Опять оптические. Мы про рентгеновские лазеры говорим, или про любые, лишь бы хоть каким-то боком к радиации относятся?
 
k_gornik>Атомы обычно излучают некогерентно, но в лазере когерентно. Так же и синхротронное излучение - обычно некогерентное, но в лазере на свободных электронах, хоть рентгеновском, хоть нерентгеновском, электроны излучают когерентно. Потому он и лазер.

Восхищен ответом. А как электроны узнают что их лазером назвали?
IMHO Лень отвечать по существу, лучше промолчать.
 
+
-
edit
 

k_gornik

втянувшийся

ab>Восхищен ответом. А как электроны узнают что их лазером ab>назвали?
ab>IMHO Лень отвечать по существу, лучше промолчать.

Ну а как электроны в оптическом лазере узнают, что они в лазере?

В ЛСЭ электроны находятся в поле как магнитов, так и самой генерируемой волны излучения, эта волна действует как и волна в лазере, то есть вынуждает вынужденное излучение. Когерентное с самой волной, конечно, то есть волна усиливается. Должны удовлетворяться определенные требования, достаточно большая плотность электронов, достаточно малый их разброс по энергиям, кое-что еще.
 
k_gornik>В ЛСЭ электроны находятся в поле как магнитов, так и самой генерируемой волны излучения, эта волна действует как и волна в лазере, то есть вынуждает вынужденное излучение. Когерентное с самой волной, конечно, то есть волна усиливается. Должны удовлетворяться определенные требования, достаточно большая плотность электронов, достаточно малый их разброс по энергиям, кое-что еще.

Ну а где же инверсия населенностей? Между какими
энергетическими уровнями излучающий переход?
Странный лазер какой то. А то вы мне лампу
бегущей волны описываете, взаимодействие
пучка электронов с электромагнитной волной.
ЛБВ хорошо работает, не лазер вот только.
 
+
-
edit
 

k_gornik

втянувшийся

ab>Ну а где же инверсия населенностей? Между какими
ab>энергетическими уровнями излучающий переход?
ab>Странный лазер какой то. А то вы мне лампу
ab>бегущей волны описываете, взаимодействие
ab>пучка электронов с электромагнитной волной.
ab>ЛБВ хорошо работает, не лазер вот только.

Видишь ли, если электроны свободные, то тут уже никаких уровней нет :-) Чисто математически, это может быть описано как переход между некими псевдоуровнями, но это чисто математически. Да, лазер на свободных электронах - это не совсем лазер. Но он дает когерентное, монохроматическое излучение, в этом смысле он лазер. Причем длина волны почти любая, и микроволны, и оптический диапазон, и ИК, и УФ, и даже рентген. И плавно настраивается в довольно широких пределах! И высокая мощность! Так что тебе еще надо? Название нетакое? Ну и фиг с ним, лишь бы работало. :-)

А лампа бегущей волны тоже дает когерентное, монохроматическое излучение. Лазером ее не называют, потому что для большой длины волны такое излучение легко получить. А чем короче, тем труднее, нужны "более особые" методы. К ним прилипло "более особое" слово лазер.
 
>k_gornik> Да, лазер на свободных электронах - это не совсем лазер. Н Так что тебе еще надо? Название нетакое? Ну и фиг с ним, лишь бы работало. :-)
>k_gornik>А лампа бегущей волны тоже дает когерентное, монохроматическое излучение. Лазером ее не называют, потому что для большой длины волны такое излучение легко получить. А чем короче, тем труднее, нужны "более особые" методы. К ним прилипло "более особое" слово лазер.

Вообще то, занимаясь наукой не первый год, я как то привык,
к важности правильного употребления терминологии.
Лазер там лазером, а не лампочкой накаливания, хотя
оба и светят и т.п. Как ни странно, но так просто удобнее.
Слово лазер имеет многолетнюю историю и вполне ясный
физический смысл, который по моему имело бы смысл не расширять
довольно произвольно на любой генератор когерентного излучения,
даже если он очень забавный и полезный.
Следуя такой логике ЛБВ можно мазером назвать.
Впрочем если самих лазерщиков это устраивает то что тут поделаешь. Лень им слово новое для нового явления придумать.
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru