什么是微波激射器(Maser)?

微波激射器是一种类似于激光的技术,当激光是基于受激辐射的光放大的定向能工具或武器时,微波激射器用微波放大或电磁场代替相干光束,产生类似的结果。微波激射器的概念最早是在1953年美国物理学家查尔斯·汤恩斯(Charles...
微波激射器是一种类似于激光的技术,当激光是基于受激辐射的光放大的定向能工具或武器时,微波激射器用微波放大或电磁场代替相干光束,产生类似的结果。微波激射器的概念最早是在1953年美国物理学家查尔斯·汤恩斯(Charles Townes)建造的,但它是建立在阿尔伯特·爱因斯坦1917年建立的辐射受激发射原理的早期理解的基础上的。这项技术已被用于研制极其精密的时钟,在天文研究中,并被用于潜在的武器应用中。
持有圆盘的女性原子束脉泽通常使用一种形式的气体,这种气体在腔室中被充电到激发状态,这使得气体释放出由谐振器储存的辐射,然后通过一个小开口从腔室排出。汤恩斯发明的微波激射器是一个氨脉泽,它的发电量非常低,只有0.00001瓦。然而,它产生的能量束非常精确,它被认为是一个非常精确的时钟,可以显示几百年来精确到秒的时间。
如果微波激射器是基于气体的,它只会沿着气体的一系列窄频率相互作用。这可以使它成为一个非常精确的放大器然而,氢脉泽是研究这种气体的研究领域。在射电天文学中,氢脉泽非常有效地放大和测量太空中的微弱信号。氢脉泽也被用作比氨原子钟更精确的原子钟,而截至2011年的模型能够在超过100000年的记录中不丢失或获得1秒的错误时间测量
如果需要在不同频率的频带上放大辐射或无线电波信号,则使用固态微波激射器。红宝石脉泽就是一个例子,基于红宝石激光器也使用的原理。红宝石晶体在磁场的作用下被激发,使其沿着特定的频率调谐被研究的信号,并与非常微弱的信号发生良好的相互作用。这为红宝石脉泽提供了理想的应用,用于放大发送到其他行星的遥远太空探测器传回地球的信号,或者是离月球只有一小部分距离的卫星,例如地球同步卫星。这种微波激射器也被用于测量金星等行星发射的无线电波,以研究其大气的化学成分和温度。
其他研究中常用的微波激射器包括铷和微波激射器。铷脉泽是基于气体的,它是一种银白色金属元素的蒸发形式,是光泵实验的有用工具,原子中的电子被激发到一个已知的量子态,以便对它们进行研究。微波脉泽用于宇宙学研究,研究宇宙早期膨胀形成的宇宙微波背景辐射,这被称为微波辐射测量学的研究领域。
  • 发表于 2020-07-10 14:17
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  • 分类:技术

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