Квантовая радиотехника

Автор(и)

  • Н. Г. Басов Физический институт АН СССР им. Лебедева, Російська Федерація
  • А. Н. Ораевский Физический институт АН СССР им. Лебедева, Російська Федерація

DOI:

https://doi.org/10.20535/S002134701959010010

Анотація

Квантовая радиофизика и радиотехника возникли на базе развития радиоспектроскопии в связи с открытием нового метода генерации и усиления электромагнитных колебаний. В основе этого метода лежит индуцированное испускание возбужденных систем (атомов, ионов, молекул). В отличие от методов генерации и усиления электромагнитных колебаний с помощью электронных приборов, в квантовых генераторах и усилителях используется не энергия поступательного движения электронов, а энергия, связанная с внутренним движением в молекулах, атомах или ионах. Так как внутренняя энергия микросистем обычно квантована, то последовательный анализ работы новых приборов требует применения квантовой теории.

Квантовые генераторы, в которых используется пучок возбужденных молекул (молекулярные генераторы), обладают чрезвычайно высокой стабильностью частоты и монохроматичностью излучения. Это связано с тем, что в молекулярном пучке, где молекулы практически не взаимодействуют друг с другом, удается получить весьма узкие спектральные линии, резонансная частота которых определяется в основном внутренними параметрами молекул. Поэтому на основе молекулярных генераторов могут быть разработаны стандарты частоты (времени) высокой точности.

Посилання

Завойский, Е. К. "Парамагнитная абсорбция в перпендикулярных и параллельных полях для солей, растворов и металлов," Докт. диссертация. Казанск. гос. ун-т, 1944.

Karplus, R.; Schwinger, J. "A note on saturation in microwave spectroscopy," Phys. Rev., Vol. 73, No. 9, p. 1020, 1948. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.73.1020.

Purcell, E. M.; Pound , R. V. "A nuclear spin system at negative temperature," Phys. Rev., Vol. 81, No. 2, p. 279, 1951. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.81.279.

Bleaney, B.; Stevens, K. W. H. "Paramagnetic resonance," Rep. Prog. Phys., Vol. 16, p. 108, 1953. DOI: https://doi.org/10.1088/0034-4885/16/1/304.

Басов, H. Г.; Прохоров, А. М. "Применение молекулярных пучков для радиоспектроскопического изучения вращательных спектров молекул," ЖЭТФ, Т. 27, № 4, 10, С. 431, 1954.

Gordon, J. P.; Zeiger, H. J.; Townes, C. H. "Molecular microwave oscillator and new hyperfine structure in the microwave spectrum of NH3," Phys. Rev., Vol. 95, No. 1, p. 282, 1954. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.95.282.

Басов, H. Г.; Прохоров, А. М. "О возможных методах получения активных молекул для молекулярного генератора," ЖЭТФ, Т. 28, № 2, С. 249, 1955.

Gordon, J. P.; Zeiger, H. J.; Townes, C. H. "The maser—new type of microwave amplifier, frequency standard, and spectrometer," Phys. Rev., Vol. 99, No. 4, p. 1264, 1955. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.99.1264.

Bennewitz, H. G.; Paul, W.; Schlier, Ch. "Fokusierung polarer molekule," Zeit. fur Phys., Vol. 141, No. 1-2, p. 6-15, 1955. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01327279.

Басов, H. Г.; Прохоров, А. М. "Теория молекулярного генератора и молекулярного усилителя мощности," ДАН СССР, 1955, Т. 101; ЖЭТФ, Т. 30, № 3, с. 560, 1956.

Басов, Н. Г.; Прохоров, А. М. "Молекулярный генератор и усилитель," УФН, Т. 57, № 11, с. 485, 1955. DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.0057.195511d.0485.

Басов, Н. Г.; Осипов, Б. Д.; Прохоров, А. М. "О молекулярном генераторе без использования молекулярного пучка," УФН, Т. 57, № 6, с. 485, 1956. DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.0059.195606e.0375.

Shimoda, K.; Wang, T. C.; Townes, C. H. "Further aspects of the theory of the maser," Phys. Rev., Vol. 102, No. 5, p. 1308, 1956. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.102.1308.

Gordon, J. P. "Hyperfine structure in the inversion spectrum of N14H3 by a new high-resolution microwave spectrometer," Phys. Rev., Vol. 99, No. 4, p. 1253, 1955. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.99.1253.

Басов, H. Г. "Молекулярный генератор," Докт. диссертация. ФИАН, 1956.

Ораевский, А. Н. "Некоторые вопросы теории молекулярного генератора," Дипл. Работа. МФТИ, 1956.

Bloembergen, N. "Proposal for a new type solid state maser," Phys. Rev., Vol. 104, No. 2, p. 324, 1956. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.104.324.

Scovil, H. E. D.; Feher, G.; Seidel, H. "Operation of a solid state maser," Phys. Rev., Vol. 105, No. 2, p. 762, 1956. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.105.762.

Басов, H. Г. "Молекулярный генератор," Радиотехника и электроника, Т. 1, с. 51, 1956.

Shimodа, K., "Characteristics of the beam tурe maser I," J. Phys. Soc. Japan, Vol. 12, No. 9, p. 1006, 1957. DOI: http://doi.org/10.1143/JPSJ.12.1006.

Контоpович, В. М.; Прохоров, А. М. "О нелинейных эффектах взаимодействия резонансных полей в молекулярном генераторе и усилителе," ЖЭТФ, Т. 33, № 6/12, с. 1428, 1957.

Javan, A. "Theory of a three-level maser," Phys. Rev., Vol. 107, No. 6, p. 1579, 1957. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.107.1579.

Helmer, J. C. "Maser oscillators," J. Appl. Phys., Vol. 28, No. 2, p. 212, 1957. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1722709.

Bonanomi, J.; de Prins, J.; Herrmann, J.; Kartaschoff, P. "Stabilite d’etalons de frequence a NH3," Helv. Phys. Acta, Vol. 30, No. 4, p. 288, 1957.

Bonanomi, J.; de Prins, J.; Herrmann, J.; Kartaschoff, P. "Microwellenspektrograph hoher Auflosung," Helv. Phys. Acta, Vol. 30, No. 4, p. 290, 1957.

Bonanomi, J.; de Prins, J.; Herrmann, J.; Kartaschoff, P. "Amelirations d’un maser a NH3, Helv. Phys. Acta, Vol. 30, No. 6, p. 492, 1957.

Климонтович, Ю. Л.; Хохлов, Р. В. "К теории молекулярного генератора," ЖЭТФ, Т. 32, № 5, с. 1150, 1957.

Никитин, В. В. "Аппаратура сравнения частот кварцевого и молекулярного генераторов," Дипл. работа. МЭИ, 1957.

Файн, В. М. "Об уравнениях колебаний молекулярного генератора," ЖЭТФ, Т. 33, № 4/10, с. 945, 1957.

Davis, Е. F. Phase Stabilization to Microwave Frequency standards. Western electronic show and convention, 1957.

Muller, M. W. "Noise in a molecular amplifier," Phys. Rev., Vol. 106, No. 1, p. 8, 1957. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.106.8.

Pound, R. V. "Spontaneous emission and the noise figure of maser amplifiers," Ann. Phys., Vol. 1, No. 1, p. 24-32, 1957. DOI: https://doi.org/10.1016/0003-4916(57)90003-9.

Shimoda, K.; Takahasi, H.; Townes, C. H. "Fluctuations in amplification of quanta with application to maser amplifiers," J. Phys. Soc. Japan, Vol. 12, no. 6, p. 686, 1957. DOI: https://doi.org/10.1143/JPSJ.12.686.

Weber, J. "Maser noise considerations," Phys. Rev., Vol. 108, No. 3, p. 537, 1957. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.108.537.

Strandberg, M. W. P. "Inherent noise of quantum-mechanical amplifiers," Phys. Rev., Vol. 106, No. 4, p. 617, 1957; Phys. Rev., Vol. 108, p. 1648, 1957. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.106.617.

Wittke, J. P. "Molecular amplification and generation of microwaves," Proc. IRE, Vol. 45, No. 3, p. 291, 1957. DOI: https://doi.org/10.1109/JRPROC.1957.278366.

Alsop, L. E.; Giordmaine, J. A.; Townes, C. H.; Wang, T. C. "Measurement of noise in a maser amplifier," Phys. Rev., Vol. 107, No. 5, p. 1450, 1957. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.107.1450.

McWhorter, A. L.; Meyer, J. W.; Strum, P. D. "Noise temperature measurement on a solid state maser," Phys. Rev., Vol. 108, No. 6, p. 1642, 1957. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.108.1642.2.

McWhorter, A. L.; Arams F. R. "System-noise measurement of a solid-state mazer," Proc. IRE, Vol. 46, No. 5, p. 913, 1958. DOI: https://doi.org/10.1109/JRPROC.1958.286945.

Strandberg, M. W. P. "Spin-lattice relaxation," Phys. Rev., Vol. 110, No. 1, p. 65, 1958. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.110.65.

Bloembergen, N. "Electron spin and phonon equilibrium in masers," Phys. Rev., Vol. 109, No. 6, p. 2209, 1958. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.109.2209.

McWhorter, A. L.; Meyer, J. W. "Solid-state maser amplifier," Phys. Rev., Vol. 109, No. 2, p. 312, 1958. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.109.312.

Makhov, G.; Kikuchi, C.; Lambe, J.; Terhune, R. W. "Maser action in ruby," Phys. Rev., Vol. 109, No. 4, p. 1399, 1958. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.109.1399.

Strandberg, M. W. P.; Davis, C. F.; Faughnan, B. W.; Kyhl, R. L.; Wolga, G. J. "Operation of a solid-state quantum-mechanical amplifier," Phys. Rev., Vol. 109, No. 6, p. 1988, 1958. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.109.1988.

Artman, J. O.; Bloembergen, N.; Shapiro, S. "Operation of a three-level solid-state maser at 21 cm," Rhys. Rev., Vol. 109, No. 4, p. 1392, 1958. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.109.1392.

Зверев, Г. М.; Корниенко, Л. С.; Маненков, А. А.; Прохоров, А. М. "Парамагнитный усилитель и генератор на хромовом корунде," ЖЭТФ, Т. 34, № 6, с. 1660, 1958.

Басов, Н. Г. "Об условии самовозбуждения молекулярного генератора без объемного резонатора," Радиотехника и электроника, Т. 3, № 2, с. 297, 1958.

Vonbun, F. O. "Analysis of a multipole state separator and focuser for polarizable molecules," J. Appl. Phys., Vol. 29, No. 4, p. 632, 1958. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1723243.

Басов, H. Г.; Петров, А. П. "Об относительной стабильности частоты молекулярных генераторов," Радиотехника и электроника, Т. 3, № 2, с. 298, 1958.

Троицкий, В. С. "К теории молекулярного генератора и флюктуаций его колебаний," ЖЭТФ, Т. 34, № 2, с. 390, 1958.

Bonanomi, J.; Herrmann, J.; De Prins, J.; Kartaschoff, P. "Twin cavity for NH3 masers," Rev. Sci. Instr., Vol. 28, No. 11, p. 879, 1957. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1715753.

Басов, H. Г.; Свидзинский, К. К. "Расчет молекулярного генератора на пучке молекул ND3," Известия вузов. Радиофизика, Т. 1, № 2, с. 89, 1958.

Басов, Н. Г.; Ораевский, А. П. "О возможности создания отпаянного молекулярного генератора с использованием молекул ND3, NHD2 и NH2D," Известия вузов. Радиофизика, Т. 1, № 4, с. 63, 1958.

Прохоров, А. М. "О молекулярном усилителе и генераторе на субмиллиметровых волнах," ЖЭТФ, Т. 34, № 34, с. 1658, 1958.

Bolef, D. I.; Chester, P. F. "Some techniques of microwave generation and amplification using electron spin states in solids," IRE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 6, No. 1, p. 47, 1958. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1958.1125182.

##submission.downloads##

Опубліковано

1959-01-01

Як цитувати

Басов, Н. Г., & Ораевский, А. Н. (1959). Квантовая радиотехника. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 2(1), 3–17. https://doi.org/10.20535/S002134701959010010

Номер

Том 2 № 1 (1959)

Розділ

Оглядові статті

Ліцензія

Авторське право (c) 1959 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.