Квантовой электроники

Квантовая электроника оперирует отдельными молекулами и атомами, используя для генерации колебаний их резонансные свойства.

КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА - область

4) Мобильные телефоны - оконечные устройства т.н. сотовых сетей; позволяют абоненту осуществлять связь в движении по всей территории, охваченной сетью коллективных приёмо-передатчиков. РАДИОТЕХНИКА - наука об электромагнитных колебаниях и волнах радиодиапазона (до 6 ТГц), методах их генерации, усиления, излучения и приёма; отрасль техники, осуществляющая применение таких колебаний и волн для передачи информации в радиосвязи, радиовещании, ТВ, радиолокации, радионавигации и др. Радиотехн. методы и устройства применяются в автоматике, вычислит, технике, астрономии, физике, химии, биологии, медицине и т.д. Р. распадается на ряд областей, главные из к-рых - генерирование, приём, усиление, преобразование электрич. колебаний; антенная техника; распространение радиоволн в разл. средах; теория помехоустойчивости; воспроизведение переданных сигналов (звуковых, изображений, телегр. и иных знаков); техника управления, регулирования и контроля с использованием радиотехнич. методов. РАДИОФИЗИКА - область физики, в к-рой изучаются процессы, связанные с возбуждением, усилением и преобразованием электромагн. колебаний радиодиапазона, а также процессы излучения, распространения и приёма радиоволн. Радиофизич. методы исследования широко применяются в разл. областях науки и техники; нек-рые разделы Р. выделились в самостоят, области (напр., радиоастрономия, радиоспектроскопия, квантовая электроника).

Ф. - основа естествознания. Её представления, результаты и методы исследования широко используются всеми естеств. науками (астрономией, биологией, геологией, химией и др.), что привело к образованию таких пограничных наук, как биофизика, хим. физика, физ. химия, астрофизика, геофизика. Ф. стала источником новых идей, преобразовавших совр. технику: ядерная энергетика, квантовая электроника, микроэлектроника, радиолокация и др. возникли и развились в результате достижений Ф.

КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА, кванто-

1. Бабенко В. П., Макаров В. И., Наперстак Ю. Л.— Квантовая электроника, 1973, № 1.

11. Бабенко В. П., Тычинский В. П. Газолазерная резка материалов. —В кн.: Квантовая электроника. Под ред. акад. Н. Г. Басова. М., «Сов. радио», 1972, с. 3-21.

59. Калева Т. Ф., Огнин В. Н., Соболев Н. Н. СО2-лазер при комнатной температуре. — В кн.: Квантовая электроника. Под ред. Н. Г. Басова, М., «Сов. радио», 1973. 248 с.

77. Лазерная технологическая установка для резки профильного стекла. — «Квантовая электроника», 1971, № 6, с. 84—86. Авт.: В. Ф. Большаков, В. М. Гурьянов, Г. А. Мачулка, Л. П. Муратова.

109. Пестов Э. Т., Лапшин Г. М. Квантовая электроника. М., «Воениздат»,

115. Применение перестраиваемого по частоте инжекционного лазера на GaAs для оптико-акустического детектирования поглощения молекул фтористого водорода. — «Квантовая электроника», 1975, т. 2, № 7, с. 1403—1408. Авт.: В. Б. Анзии, М. В. Глушков, В. П. Жаров, Ю. В. Косичкин, В. О. Шай-дуров, А. М. Широков.

По мере осознания необходимости получения мощных источников когерентного света физики исследовали различные способы их генерации и аналогично генерации радиоволн пытались применить для этой цели электронные потоки и объемные резонаторы. Однако размеры резонатора должны быть соизмеримы с длиной волны, что в данном случае трудно осуществимо. Традиционное для радиотехники генерирование колебаний при помощи электронных потоков в данном случае оказалось неосуществимым и получение когерентных электромагнитных колебаний в оптическом диапазоне было осуществлено средствами квантовой электроники.

распределение частиц (атомов, ионов, молекул) по энергетич. состояниям не является равновесным и хотя бы для одной пары уровней энергии создана инверсия населённостей посредством внеш. возбуждения (накачки]. А.с. используется в лазерах и др. приборах квантовой электроники для усиления и генерации электро-магн. колебаний на основе явления вынужд. (индуцир.) излучения. АКТИВНАЯ ТУРБИНА - турбина, В к-рой внутр. энергия рабочего тела (газа, пара, жидкости) преобразуется в кинетическую в неподвижных направляющих (сопловых) устройствах, а на рабочих лопатках турбины происходит только превращение кинетич. энергии в механич. работу. В А.т. давления потока на входе и выходе из рабочего колеса одинаковы. См. также Реактивная турбина. АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ - СМ. Сопротивление активное.

2) И. данных- неизменяемость данных по отношению к нек-рым преобразованиям; независимость от фи-зич. условий преобразования. ИНВЕРСИЯ НАСЕЛЁННОСТЕЙ (ОТ лат. inversio - переворачивание, перестановка) - неравновесное состояние в-ва, при к-ром для одного типа атомов, ионов или молекул населённость уровней, соответствующих более высоким значениям энергии, оказывается выше, чем уровней с меньшей энергией. В любой системе И.н. создаётся внешним по отношению к этой системе источником энергии (см. Накачка). Система с И.н. всегда усиливает излучение за счёт преобладания процессов вынужденного испускания над процессами поглощения. Создание И.н. в активных средах - необходимое условие работы лазеров и др. приборов квантовой электроники.

нужденное излучение,- процесс испускания электромагн. волн возбуждёнными частицами в-ва (атомами, молекулами и др.) под действием внеш. (вынуждающего) электромагн. излучения. Частота, фаза, направление распространения и поляризация И.и. те же, что и у вынуждающего излучения. Поэтому И.и. когерентно (см. Когерентные колебания} и при определ. условиях может привести к значит, усилению и генерации электромагн. волн. Обычно И.и. наиболее сильно проявляется в тер-модинамич. неравновесной системе, в к-рой число атомов, находящихся в возбуждённом состоянии и способных испускать квант И.и., больше, чем в основном. На явлении И.и. основана работа квантовых эталонов частоты, квантовых генераторов, усилителей и др. приборов квантовой электроники.

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА - раздел тео-ретич. физики, изучающий законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем (напр., кристаллов) и устанавливающий способы их описания. В К.м., в отличие от классич. механики, микрочастицы рассматриваются как носители одновременно корпускулярных и волновых св-в. Состояние частицы описывается с помощью волновой функции \f (г, t), квадрат модуля к-рой определяет вероятность обнаружения микрочастицы в точке г в момент времени t, а сама волновая функция подчиняется Шрёдингера уравнению; из К.м. вытекает, что не все физ. величины могут одновременно иметь точные значения (т.н. принцип неопределённости). Др. особенность К.м. состоит в том, что физ. величины, характеризующие систему микрочастиц (напр., энергии электронов в атоме, моменты кол-ва движения микрочастиц) могут принимать не любые (как в классич. механике), а лишь строго определённые (дискретные) значения. К.м. позволила объяснить устойчивость атомов, излучение атомов и молекул, природу хим. связи, такие явления, как ферромагнетизм, сверхпроводимость, сверхтекучесть и др.; квантовомеханич. законы лежат в основе ядерной энергетики, квантовой электроники и т.д. КВАНТОВАЯ СТАТИСТИКА - раздел статистической физики, в к-ром рассматриваются равновесные системы, состоящие из очень большого числа частиц, подчиняющихся законам квантовой механики. При квантовомеханич. исследовании систем, состоящих из одинаковых (тождественных) по своим физ. св-вам микрочастиц (напр., электронов или фотонов), осн. роль играет принцип неразличимости тождественных частиц, согласно к-рому все состояния такой системы, получающиеся путём перестановки любой пары частиц, физически эквивалентны. Поэтому в К.с. равновесному состоянию системы тождеств, частиц соответствует определ. количеств, распределение частиц по их возможным состояниям (напр., по энергиям). КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА -квантовая теория электромагнитного поля и его взаимодействия с заряж.

НАКАЧКА в приборах квантовой электроники- процесс возбуждения активной среды квантовых генераторов и усилителей, для создания в ней инверсии населённо-стей. Н. может осуществляться под действием света (оптич. Н.), пучка электронов, сильного электрич. поля, в газовом разряде, в результате хим. реакций, инжекции неравновесных носителей заряда (инжекционная Н.), посредством пространств, сортировки молекул (в молекулярных генераторах) и др. методами. НАКИПЬ - тв. отложения на омываемых водой внутр. поверхностях труб паровых котлов и др. теплообменных аппаратов, образующиеся при испарении и нагревании воды, содержащей соли (напр., углекислые соли кальция и магния). Наличие Н. ухудшает теплоотдачу в теплообменниках, что приводит к перегреву металла и может вызвать разрыв труб. Предупреждают образование Н., напр., умягчением питат. воды (см. Водо-подготовка). Удаляют Н. обычно ме-ханич. или хим. способами. НАКЛЁП - частичное изменение структуры и св-в металлов и сплавов, вызванное пластической деформацией при темп-ре ниже темп-ры рекристаллизации. Н. снижает пластичность и ударную вязкость, но увеличивает предел прочности, предел текучести и твёрдость. Н. применяют для поверхностного упрочнения деталей из металлич. материалов.

тич. хар-ки среды (показатель преломления, коэфф. поглощения), к-рые становятся функциями напряжённости электрич. поля световой волны. В И.о. исследуются и используются многофотонные процессы, преобразование частоты света, «просветление» нек-рых поглощающих сред, самофокусировка света, вынужденные комбинац. рассеяние света и Мандельштама - Бриллюэна рассеяние, обращение волнового фронта и др. На основе И.о. созданы параметрич. генераторы света (с перестраиваемой частотой), оптич. модуляторы и устройства квантовой электроники. НЕЛИНЕЙНАЯ СРЕДА В Оптике-среда, в к-рой распространение света зависит от его интенсивности. Среда, линейная при обычных интен-сивностях света, становится нелинейной при напряжённости электрич. поля световой волны, соизмеримой с напряжённостью внутриатомного электрич. поля. В частности, в сильном световом поле поляризация среды нелинейно зависит от напряжённости поля. В Н.с. не выполняется суперпозиции принцип. См. также Нелинейная оптика.

10. Пахомов И. И., РожковО.В., Рожде-ствин В. Н. Оптикоэлектронные квантовые приборы. М.: Радио и связь, 1982. 456 с. '11. Приборы квантовой электроники. С. Г. Рябов и др. М.: Радио и связь, 1984. 280 с.

15.Тарасов Л. В. Физические основы квантовой электроники. — М.: Сов. радио, 1976.—368 с.

Люминесцирующее Способность проявлять возбужденную люминесценцию, характеризующуюся наличием узких полос излучения в широком диапазоне оптического спектра Изготовление устройств и приборов для квантовой электроники — оптических квантовых генераторов, усилителей и пр.

Замечательные свойства лазеров — исключительно высокая когерентность и направленность излучения, возможность генерирования когерентных волн большой интенсивности в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра, получение высоких плотностей энергии как в непрерывном, так и в импульсном режиме — уже на заре развития квантовой электроники указывали на возможность широкого их применения для практических целей. С начала своего возникновения лазерная техника развивается исключительно высокими темпами. Появляются новые типы лазеров и одновременно усовершенствуются старые: создаются лазерные установки с необходимым для различных конкретных целей комплексом характеристик, а также различного рода приборы управления лучом, все более и более совершенствуется измерительная техника. Это послужило причиной глубокого проникновения лазеров во многие отрасли народного хозяйства, и в частности в машино- и приборостроение.