Квантовые генераторы и усилители

Крайне низкие гелиевые температуры используют для создания сверхчувствительных квантовых усилителей и генераторов радиоволн - мазеров. Если принимаемый сигнал очень слабый, его трудно различить на фоне собственных шумов радиоаппаратуры. Чтобы устранить шумы аппаратуры, основную часть мазера - резонатор с кристаллом - охлаждают жидким гелием. Тогда тепловые колебания атомов кристаллической решетки уменьшаются и приостанавливаются их самопроизвольные переходы с одного энергетического уровня на другой, а ведь именно эти колебания и переходы рождают шумы.

Рис. 8. Парамагнитный кристалл - обычно рубин (1) - помещен внутри криостата и охлаждается жидким гелием (2). Взаимодействие постоянного магнитного поля (3) и электромагнитного поля накачки переводит частицы на более высокий энергетический уровень; под действием сигнала частицы совместно переходят на более низкий уровень и при этом излучают энергию.

Схема квантового парамагнитного усилителя дана на рисунке 8. Создание квантовых парамагнитных усилителей намного повысило чувствительность аппаратуры, применяемой в радиоастрономии для приема радиоизлучения Солнца и звезд. Полупроводниковые лазеры (см. ст. "Полупроводники") также "чувствуют" себя значительно лучше в жидком азоте или гелии. При этом их мощность и к.п.д. значительно повышаются.

перейти к началу страницы