Квантовый усилитель (генератор) СВЧ колебаний на твердом теле Советский патент 1961 года по МПК H01S1/00 

Известны квантовые усилители (генераторы) сверхвысокочастотных колебаний на твердом теле, например трехуровневые усилители. Подобные усилители используют явление электронного парамагнитного резонанса в ионных кристаллах. Основной недостаток известных квантовых усилителей состоит в малой ширине пропускания.

В описываемом усилителе указанный недостаток устранен тем, что в нем использованы переходы между энергетическими уровнями (тонкая или сверхтонкая структура) нейтральных парамагнитных атомов, вкрапленных в химически пассивное диамагнитное вещество. Вещество матрицы должно быть подобрано так, чтобы парамагнитные атомы примеси химически не взаимодействовали с матрицей и оставались внутри нее нейтральными. Внутренние электрические и магнитные поля матрицы должны быть минимальными, чтобы свести к минимуму искажение оболочек атомов примеси и «замораживание их орбитальных моментов.

В качестве примера рассмотрим использование в квантовых усилителях и генераторах атомов с квантовым числом полного момента оболочки / равным 0,5.

На чертеже изображена схема расположения зеемановских уровней сверхтонкой структуры в зависимости от величины магнитного поля для атомов с / 0,5.

Здесь:

/ -спин ядра;

AlF -энергия расцепления сверхтонкой структуры в нулевом магнитном поле;

т - магнитное квантовое число оболочки;

X - величина, пропорциональная внещнему магнитному нолю.

Из чертел а видно, что изменением магнитного поля можно легко перестраивать рабочую частоту v, причем значение вспомогательной частоты v изменяется при этом сравнительно мало. В системе уровней, представленной на чертеже, возможен выбор и других троек рабо