Юный техник 1961-09, страница 25
ла синтетического рубина, представляющего по химическому составу окись алюминия А1203, в которой небольшая часть (0,05° ) атомов алюминия замещена атомами хрома. Кристалл рубина имеет две так называемые «полосы поглощения» в зеленой и синей части видимого спектра. Поэтому при освещении кристалла белым светом (который является смесью воли всех цветов) или светом, содержащим зеленую часть спектра, рубин жадно «впитывает» в себя энергию зеленого луча. При этом ионы хрома, приобретая определенный запас энергии, возбуждаются и занимают высший энергетический уровень (подробно об этом рассказывалось в статье В. Брагинского и Б. Буховцева. См. ЮТ № 5 за 1960 год). Если энергия источника зеленого света достаточно велика, то подобный переход на верхний уровень может совершить сраз> большое число ионов. Такой переход для одного кона отдаленно напоминает движение брошенного вверх мяча. Под действием сообщенной мячу кинетической энергии он приобретает ускорение и достигает определенной высоты Но в этом положении он задержаться не может н поэтому падает вниз. Нечто похожее происходит и с возбужденными ионами хрома: оказавшись на верхнем «нестабильном» уровне, ионы спешат вернуться иа более низкий уровень. В силу того, что в кристалле рубина, кроме верхнего и низшего энергетических уровней, имеются еще и промежуточные, ионы хрома при своем движении могут сразу и не вернуться в первоначальное, «основное», состояние, а задержаться на промежуточных уровнях. Эти уровни более стабильны, чем верхний уровень, но менее устойчивы, чем нижний. Чтобы теперь заставить ионы хрома покинуть эти уровни, достаточно малейшего толчка, и вся масса* нонов, подобно снежной лавине, устремится в первоначальное состояние, выделяя при своем переходе весь запас набранной ранее у зеленого луча электромагнитной энергии. Роль такого толчка может сыграть слабая электромагнитная волна. В этом случае вся выделяемая ионами энергия будет отдана этой волне — так можно усилить слабые световые сигналы в несколько тысяч раз. Прн этом процесс усиления происходит в течение долей микросекунды. Однако световая волна может быть усилена только в том случае, если ее частота совпадает с частотой, которую способны излучать сами ионы хрома. Для кристалла рубина такой волной является световая волна, принадлежащая к красной части спектра. Радист сказал бы в этом случае: «Оптический усилитель является резонансным приемником и потому обладает высокой избирательностью». Проникнув в тайны микромира, ученые заставили ато мы и молекулы служить человеку. Использование свойств микросистем позволило создать весьма чувствительные приборы чрезвычайно малых размеров. Так, световой уси литель, с принципом которого вы только что познакомн лись, представляет собой кристалл рубина в форме кубика 22 |
