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.
|