Coefficient de gain des petits signaux Calculatrice

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✖L'état final de la densité des atomes représente la concentration d'atomes dans les niveaux d'énergie respectifs.ⓘ Densité des atomes État final [N₂]			+10% -10%
✖La dégénérescence de l'état final fait référence au nombre d'états quantiques différents ayant la même énergie.ⓘ Dégénérescence de l'état final [g₂]			+10% -10%
✖La dégénérescence de l'état initial fait référence au nombre d'états quantiques différents ayant la même énergie.ⓘ Dégénérescence de l'état initial [g₁]			+10% -10%
✖L'état initial de la densité des atomes représente la concentration d'atomes dans les niveaux d'énergie respectifs.ⓘ Densité des atomes État initial [N₁]			+10% -10%
✖Le coefficient d'Einstein pour l'absorption stimulée représente la probabilité par unité de temps d'un atome dans un état d'énergie inférieur.ⓘ Coefficient d'Einstein pour l'absorption stimulée [B₂₁]			+10% -10%
✖La fréquence de transition représente la différence d'énergie entre les deux états divisée par la constante de Planck.ⓘ Fréquence de transition [v₂₁]			+10% -10%
✖L'indice de réfraction est une quantité sans dimension qui décrit la quantité de lumière ralentie ou réfractée lorsqu'elle pénètre dans un milieu par rapport à sa vitesse dans le vide.ⓘ Indice de réfraction [n_ri]			+10% -10%

✖Le coefficient de gain du signal est un paramètre utilisé pour décrire l'amplification d'un signal optique dans un milieu, généralement dans le contexte de lasers ou d'amplificateurs optiques.ⓘ Coefficient de gain des petits signaux [k_s]

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Formule

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Coefficient de gain des petits signaux

Formule

`"k"_{"s"} = "N"_{"2"}-("g"_{"2"}/"g"_{"1"})*("N"_{"1"})*("B"_{"21"}*"[hP]"*"v"_{"21"}*"n"_{"ri"})/"[c]"`

Exemple

`"1.502"="1.502electrons/m³"-("24"/"12")*("1.85electrons/m³")*("1.52m³"*"[hP]"*"41Hz"*"1.01")/"[c]"`

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Coefficient de gain des petits signaux Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Coefficient de gain de signal = Densité des atomes État final-(Dégénérescence de l'état final/Dégénérescence de l'état initial)*(Densité des atomes État initial)*(Coefficient d'Einstein pour l'absorption stimulée*[hP]*Fréquence de transition*Indice de réfraction)/[c]
k_s = N₂-(g₂/g₁)*(N₁)*(B₂₁*[hP]*v₂₁*n_ri)/[c]
Cette formule utilise 2 Constantes, 8 Variables

Constantes utilisées

[hP] - constante de Planck Valeur prise comme 6.626070040E-34
[c] - Vitesse de la lumière dans le vide Valeur prise comme 299792458.0

Variables utilisées

Coefficient de gain de signal - Le coefficient de gain du signal est un paramètre utilisé pour décrire l'amplification d'un signal optique dans un milieu, généralement dans le contexte de lasers ou d'amplificateurs optiques.
Densité des atomes État final - (Mesuré en Électrons par mètre cube) - L'état final de la densité des atomes représente la concentration d'atomes dans les niveaux d'énergie respectifs.
Dégénérescence de l'état final - La dégénérescence de l'état final fait référence au nombre d'états quantiques différents ayant la même énergie.
Dégénérescence de l'état initial - La dégénérescence de l'état initial fait référence au nombre d'états quantiques différents ayant la même énergie.
Densité des atomes État initial - (Mesuré en Électrons par mètre cube) - L'état initial de la densité des atomes représente la concentration d'atomes dans les niveaux d'énergie respectifs.
Coefficient d'Einstein pour l'absorption stimulée - (Mesuré en Mètre cube) - Le coefficient d'Einstein pour l'absorption stimulée représente la probabilité par unité de temps d'un atome dans un état d'énergie inférieur.
Fréquence de transition - (Mesuré en Hertz) - La fréquence de transition représente la différence d'énergie entre les deux états divisée par la constante de Planck.
Indice de réfraction - L'indice de réfraction est une quantité sans dimension qui décrit la quantité de lumière ralentie ou réfractée lorsqu'elle pénètre dans un milieu par rapport à sa vitesse dans le vide.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Densité des atomes État final: 1.502 Électrons par mètre cube --> 1.502 Électrons par mètre cube Aucune conversion requise
Dégénérescence de l'état final: 24 --> Aucune conversion requise
Dégénérescence de l'état initial: 12 --> Aucune conversion requise
Densité des atomes État initial: 1.85 Électrons par mètre cube --> 1.85 Électrons par mètre cube Aucune conversion requise
Coefficient d'Einstein pour l'absorption stimulée: 1.52 Mètre cube --> 1.52 Mètre cube Aucune conversion requise
Fréquence de transition: 41 Hertz --> 41 Hertz Aucune conversion requise
Indice de réfraction: 1.01 --> Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

k_s = N₂-(g₂/g₁)*(N₁)*(B₂₁*[hP]*v₂₁*n_ri)/[c] --> 1.502-(24/12)*(1.85)*(1.52*[hP]*41*1.01)/[c]

Évaluer ... ...

k_s = 1.502

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

1.502 --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

1.502 <-- Coefficient de gain de signal

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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Crédits

Créé par banuprakash

Collège d'ingénierie Dayananda Sagar (DSCE), Bangalore

banuprakash a créé cette calculatrice et 50+ autres calculatrices!

Vérifié par Aman Dhussawat

INSTITUT DE TECHNOLOGIE GURU TEGH BAHADUR (GTBIT), NEW DELHI

Aman Dhussawat a validé cette calculatrice et 100+ autres calculatrices!

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Coefficient de gain des petits signaux

Aller Coefficient de gain de signal = Densité des atomes État final-(Dégénérescence de l'état final/Dégénérescence de l'état initial)*(Densité des atomes État initial)*(Coefficient d'Einstein pour l'absorption stimulée*[hP]*Fréquence de transition*Indice de réfraction)/[c]

Coefficient d'absorption

Aller Coefficient d'absorption = Dégénérescence de l'état final/Dégénérescence de l'état initial*(Densité des atomes État initial-Densité des atomes État final)*(Coefficient d'Einstein pour l'absorption stimulée*[hP]*Fréquence de transition*Indice de réfraction)/[c]

Gain aller-retour

Aller Gain aller-retour = Réflexions*Réflectances séparées par L*(exp(2*(Coefficient de gain de signal-Coefficient de perte effectif)*Longueur de la cavité laser))

Transmission

Aller Transmission = (sin(pi/Longueur d'onde de la lumière*(Indice de réfraction)^3*Longueur de fibre*Tension d'alimentation))^2

Rapport du taux d'émission spontanée et stimulée

Aller Rapport entre le taux d'émission spontanée et l'émission de stimulus = exp((([hP]*Fréquence du rayonnement)/([BoltZ]*Température))-1)

Irradiance

Aller Irridance du faisceau transmis = Incident d’irradiation lumineuse*exp(Coefficient de gain de signal*Distance parcourue par le faisceau laser)

Intensité du signal à distance

Aller Intensité du signal à distance = Intensité initiale*exp(-Constante de désintégration*Distance de mesure)

Indice de réfraction variable de la lentille GRIN

Aller Indice de réfraction apparent = Indice de réfraction du milieu 1*(1-(Constante positive*Rayon de la lentille^2)/2)

Tension demi-onde

Aller Tension demi-onde = Longueur d'onde de la lumière/(Longueur de fibre*Indice de réfraction^3)

Plan de transmission de l'analyseur

Aller Plan de transmission de l'analyseur = Plan du polariseur/((cos(Thêta))^2)

Plan de polariseur

Aller Plan du polariseur = Plan de transmission de l'analyseur*(cos(Thêta)^2)

Sténopé unique

Aller Sténopé unique = Longueur d'onde/((Angle au sommet*(180/pi))*2)

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