Що таке мікрохвильової мазер

Ранні моделі працювали за рахунок трирівневої системи накачування, коли джерело мікрохвильового випромінювання накачує енергією робоче тіло випромінювача. Внаслідок цього атоми водню та інші переходять на новий енергетичний рівень із стану спокою. Це супроводжується випромінюванням в мікрохвильовому діапазоні.

Мазер, на відміну від лазера, випускає концентровані мікрохвильові пучки, а не світло. Відношення потужності корисного сигналу до потужності шуму у мазера менше, що є перевагою. Однак за потужністю він поступався лазеру.

По суті більшість мазерів досі представляли собою газові випромінювачі, де атоми водню використовуються в якості робочого тіла. Але вартість таких пристроїв дуже висока, оскільки вони робляться з безлічі дорогих компонентів. Для роботи мазера потрібні були близькі до абсолютного нуля температури і вакуум. Тому протягом довгого часу він мало застосовувався.

Пізніше Марк Оксборроу з іншими британськими вченими винайшли мікрохвильовий квантовий генератор на основі твердотільних компонентів. Він створений на основі кристалів з пентацена, працює при кімнатній температурі і відрізняється компактними розмірами. Розробники вважають, що його можна застосовувати в радіолокації і космічного зв'язку, а також для створення квантових комп'ютерів і радіотелескопів нового покоління.

Сигнал цього пристрою в багато разів могутніше сигналу звичайного мазера. Тепер вчені працюють над тим, щоб змусити його не просто виробляти окремі короткі імпульси, а працювати постійно. Також необхідно звузити охоплюється діапазон довжин хвиль в цілях додаткового посилення.

Даний мазер працює за рахунок дворівневої системи накачування: кристал терфеніл і пентацена накачується оптичним лазером. Молекули кристала переходять на новий енергетичний рівень, в результаті синхронно випромінюються фотони в мікрохвильовому діапазоні.