什么是微波激射器(Maser)？

微波激射器是一種類似于激光的技術，當激光是基于受激輻射的光放大的定向能工具或武器時，微波激射器用微波放大或電磁場代替相干光束，產生類似的結果。微波激射器的概念最早是在1953年美國物理學家查爾斯·湯恩斯（Charles...

微波激射器是一種類似于激光的技術，當激光是基于受激輻射的光放大的定向能工具或武器時，微波激射器用微波放大或電磁場代替相干光束，產生類似的結果。微波激射器的概念最早是在1953年美國物理學家查爾斯·湯恩斯（Charles Townes）建造的，但它是建立在阿爾伯特·愛因斯坦1917年建立的輻射受激發射原理的早期理解的基礎上的。這項技術已被用于研制極其精密的時鐘，在天文研究中，并被用于潛在的武器應用中。

持有圓盤的女性原子束脈澤通常使用一種形式的氣體，這種氣體在腔室中被充電到激發狀態，這使得氣體釋放出由諧振器儲存的輻射，然后通過一個小開口從腔室排出。湯恩斯發明的微波激射器是一個氨脈澤，它的發電量非常低，只有0.00001瓦。然而，它產生的能量束非常精確，它被認為是一個非常精確的時鐘，可以顯示幾百年來精確到秒的時間。
如果微波激射器是基于氣體的，它只會沿著氣體的一系列窄頻率相互作用。這可以使它成為一個非常精確的放大器然而，氫脈澤是研究這種氣體的研究領域。在射電天文學中，氫脈澤非常有效地放大和測量太空中的微弱信號。氫脈澤也被用作比氨原子鐘更精確的原子鐘，而截至2011年的模型能夠在超過100000年的記錄中不丟失或獲得1秒的錯誤時間測量
如果需要在不同頻率的頻帶上放大輻射或無線電波信號，則使用固態微波激射器。紅寶石脈澤就是一個例子，基于紅寶石激光器也使用的原理。紅寶石晶體在磁場的作用下被激發，使其沿著特定的頻率調諧被研究的信號，并與非常微弱的信號發生良好的相互作用。這為紅寶石脈澤提供了理想的應用，用于放大發送到其他行星的遙遠太空探測器傳回地球的信號，或者是離月球只有一小部分距離的衛星，例如地球同步衛星。這種微波激射器也被用于測量金星等行星發射的無線電波，以研究其大氣的化學成分和溫度。
其他研究中常用的微波激射器包括銣和微波激射器。銣脈澤是基于氣體的，它是一種銀白色金屬元素的蒸發形式，是光泵實驗的有用工具，原子中的電子被激發到一個已知的量子態，以便對它們進行研究。微波脈澤用于宇宙學研究，研究宇宙早期膨脹形成的宇宙微波背景輻射，這被稱為微波輻射測量學的研究領域。

發表于 2020-07-10 14:17
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分類：技術

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