Как работи микровълновият мазер

Как работи микровълновият мазер
Как работи микровълновият мазер

Видео: Как работи микровълновият мазер

Видео: Как работи микровълновият мазер
Видео: Как работать с микроскопом 2024, Може
Anonim

Думата "лазер" и принципът на действие на това устройство са известни на хората. Тясно свързаната дума „maser“е много по-малко известна. Това е съкращение на първите букви от думите на английското определение „Микровълново усилване чрез стимулирано излъчване на радиация“, което означава „усилване на микровълни с помощта на стимулирано лъчение“. Тоест, за разлика от лазер, излъчващ светлина, мазер с подобен дизайн излъчва микровълнови лъчи.

Как работи микровълновият мазер
Как работи микровълновият мазер

За първи път подобно устройство е разработено от съветски и американски физици през 1954 година. Впоследствие учените А. Прохоров, Н. Басов и К. Таунс получиха Нобелова награда за това.

Дълго време мазерът не намери практическо приложение, тъй като работата му изисква сурови условия: вакуум и много ниска температура (близо до абсолютната нула). Нещо повече, дори при тези условия мощността на мазера беше много по-ниска от мощността на лазера. Наскоро обаче физиците от Британската национална физическа лаборатория разработиха модел за мазер, който може да работи при стайна температура и налягане.

Тяхната работа се основава на изследвания на учени от Япония, които в края на 20 век провеждат експерименти чрез облъчване на органично съединение пентацен с лазер. Те открили, че когато са изложени на лазерни лъчи, молекулите на веществото могат да работят като мазер. Тъй като японските изследователи се интересуват от друг проблем (разсейване на неутрони), те не придават значение на откритото явление. Британците, след като намериха описание на тези експерименти, решиха да добавят пентацен към друго органично вещество, за да получат кристали, подобни на тези, използвани в лазерите. След поредица от неуспехи бяха избрани кристали с необходимата форма и цвят. Изследователите ги вмъкнаха в прозрачни сапфирени пръстени, след което, поставяйки получената структура в резонатор, ги облъчиха с лазер. Полученият резултат надмина най-смелите очаквания.

Лазерният лъч доведе молекулите на пентацена във възбудено (нестабилно) състояние. По време на обратния преход на молекулите в стабилно състояние се образува лъч от микровълни, които по интензивност неизмеримо надминават лъчите, генерирани от предишните модели на мазер. „Полученият сигнал беше сто милиона пъти по-мощен от съществуващите мазери“, каза физикът Марк Оксбороу, който ръководи тези експерименти. Устройството, получено от британците, е изключително обещаващо, въпреки че изисква много усилия за неговото усъвършенстване. Сега максърът Oxborrow генерира само много краткотрайни импулси, с широк спектър от вълни. Ако е възможно да го накара да работи постоянно, освен това в по-тесен диапазон на дължината на вълната, мазерът ще намери много широко приложение в различни области на науката и технологиите.

Препоръчано: