Рис. 7. Модель движения фотона в слоистой среде:
1
— при движении без отражений,
2
— при движении c переотражениями
Отметим, что значение
N
2
должно сильно зависеть от эффективно-
сти накачки, т.е. от частоты возбуждающего излучения. При приближе-
нии к резонансу квантовый выход фотолюминесценции приближается
к единице и все молекулы красителя переходят на верхний рабочий
уровень. Принимая
N
2
10
15
см
−
3
,
σ
10
−
16
см
2
и
с
/v
гр
10
3
, что
характерно для рабочих тел большинства лазеров средней мощности
[3], получаем, что при приближении к полосе накачки Родамина 6Ж
коэффициент усиления
α
eff
10
2
см
−
1
. Такой коэффициент усиления
существенно превышает потери и обеспечивает возможность получе-
ния лазерной генерации.
На основании полученных экспериментальных данных был рас-
считан коэффициент усиления света. Известно, что изменение ин-
тенсивности излучения через вещество происходит по закону
I
=
=
I
0
exp(
αl
)
, где
α
— эффективный коэффициент усиления,
l
— эф-
фективное расстояние, проходимое светом в среде;
I
0
и
I
— интенсив-
ности излучения до и после прохождения среды соответственно [4].
Тогда
α
=
l
−
1
ln(
I/I
0
)
. Для случая возбуждения вторичного излучения
светодиодом с длиной волны
λ
= 527
нм в кристалле c диаметром
глобул 260 мкм (
l
≈
0
,
05
cм)
α
= (0
,
05)
−
1
ln(112
/
1)
≈
95
см
−
1
. Это
значение близко к оценочному, приведенному выше (
α
10
2
см
−
1
),
что свидетельствует об экспериментальном подтверждении гипотезы
о лазерной генерации в образце опала.
Выводы.
В ходе экспериментов получены спектры вторичного из-
лучения различных образцов опаловых матриц, насыщенных краси-
телем Родамин 6Ж, при возбуждении различными светодиодами. При
возбуждении комбинационных процессов в образце опала, находяще-
гося в растворе Родамина 6Ж, светом с длиной волны
λ
= 527
нм
имеет место резкое возрастание интенсивности вторичного излуче-
ния относительно возбуждающего, а также сужение спектральной по-
лосы (в 2 раза). Вторичное излучение происходит на длинах волн
50
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012. № 4
