Батраков А.С. Квантовые приборы

Батраков А.С. Квантовые приборы

Предисловие

Квантовая электроника - сравнительно молодая и чрезвычайно быстро развивающаяся отрасль науки и техники. Ее возникновение и развитие связано с новыми идеями и принципами усиления и генерирования электромагнитных колебаний с помощью квантовых систем.

Общим для всех квантовых приборов является использование явления вынужденного (индуцированного) излучения. Суть этого явления состоит в том, что внешнее электромагнитное попе вынуждает атомы и молекулы вещества, на которое оно воздействует, излучать кванты энергии согласованно с этим полем. Благодаря этому индуцированное излучение, возникающее при квантовых переходах, увеличивает энергию электромагнитного поля, т.е. усиливает электромагнитные колебания.

В настоящее время разработано и создано значительное число квантовых приборов, работающих в СВЧ- и оптическом диапазонах воли.

Возможность создания квантовых приборов радиотехнического диапазона была обоснована в начале 50-х годов. В 1954 г. в Физическом институте Академии Наук СССР под руководством Н.Г. Басова и А.М. Прохорова и в Колумбийском университете (США) группой ученых во главе с Ч.Таунсом были созданы первые квантовые генераторы сантиметрового диапазона (молекулярные генераторы). В 1956 г. Н.Бломбергеном были предложены квантовые усилители сантиметрового и дециметрового диапазонов воли, названные квантовыми парамагнитными усилителями. Работы этих ученых, положившие начало квантовой электронике, были удостоены Нобелевских премий.

Выдающимся успехом квантовой электроники явилось создание оптических квантовых, приборов: генераторов, усилителей и преобразователей частоты. Для приборов этого типа в литературе сейчас широко используется термин лазер, образованный из начальных букв английского словосочетания light amplification by stimulated emission of radiation (усиление световых колебаний при помощи индуцированного излучения).

...