4-ma’ruza rezonator va ularning turlari. Optik rezonatorlar. Rezonatorning aslligi va yo’qotish koeffisiyenti

ISLOM KARIMOV NOMIDAGI
TOSHKENT DAVLAT TEXNIKA UNIVERSITETI
QO’QON FILIALI
ELEKTRONIKA VA ASBOBSOZLIK YO’NALISHI
11-20 “E.A” GURUHI TALABASI
BORATOV BUNYODJONNING
OPTOELEKTRONIKA FANIDAN



Bajardi: Boratov B.
Qabul qildi: Sidiqov R.


Qo’qon 2022-yil

Rezonator va ularning turlari. Integral optik mikrosxemalar.
Reja.
1.Optik rezonatorlar.
2.Fabri-Pero rezonatorining spektri, rezonansli chastotalari.
3.Rezonatorning aslligi va yo’qotish koeffisiyenti.
4. Integral optik mikrosxemalar
Optik rezonatorlar.Tashqi kuch ta’sirida amplitudasi maksimumga erishadigan aniq, chastotali tebranishni hosil qiladigan ma’lum shaklga ega boʻlgan sistemaga rezonator deyiladi. Misol tariqasida tebranish konturini, tovush, hajmiy (OʻYuCh diapazondagi) va optik rezonatorlarni koʻrsatish mumkin.
Lazer asbobining rezonatori optik rezonatordir. Sababi: birinchidan, optikada ma’lum boʻlgan optik asboblarning rezonator vazifasini bajarishi boʻlsa, ikkinchidan, lazer nurining chastotasi optik nurlanish diapazonida joylashgandir. Optik rezonatorning boshqa turdagi rezonatorlardan ikkita muhim farqi mavjud. a) Optik rezonatorning yon tomonlari ochiq, shu sababli u ochiq optik rezonatordir. Ochiq optik rezonatorning yon tomonlaridan damlash energiyasini (rezonatorga) kiritish mumkin. b) Optik rezonatorning hajmi yorugʻlikning toʻlqin uzunligidan birmuncha kattadir
(V >> λ3)
Optik rezonator koʻpincha ikkita yoki bir nechta koʻzgular toʻplamidan tashkil topgan boʻlib, tuzilishi jihatidan bir nechta koʻrinishda boʻladi:
—yassi parallel koʻzgulardan tashkil topgan FabriPero rezonatori
—sferik koʻzgulardan tashkil topgan, umumiy markazga ega boʻlgan konsentrik rezonator;
—sferik koʻzgulardan tashkil topgan va sferik koʻzgular umumiy fokusga ega boʻlgan fokusdosh rezonator;
—bir koʻzgusi yassi va ikkinchisi sferik boʻlgan rezonator;
—sferik koʻzgulardan tashkil topgan va qabariq koʻzgu tomonlari qarama-qarshi oʻrnatilgan turgʻun boʻlmagan rezonator.
13-rasm. Ochiq, optik rezonator-larning sxematik ko’rinishlari. a) yassi ko’zgulardan tuzilgan Fabri-Pero interferrometri turidagi rezonator
b) sferik ko’zgulardan tuzilgan fokusdosh rezonator, v) konsentrik rezonator,
g) umumiy fokusga ega bo’lgan turg’unmas rezonator.

Ikkita yassi, oʻzaro parallel va bir-biridan L masofada joylashgan oʻzgular Fabri-Pero rezonatorini hosil qiladi. Umuman bunday asbobni optika kursida Fabri-Pero interferometri yoki Fabri-Pero etaloni deb ataladi. Fabri-Pero etaloni lazerlar fizikasida passiv optik rezonator nomi bilan yuritiladi. Aniqroq qilib aytganda, agar Fabri-Pero etalonining koʻzgulari oraligʻida aktiv modda boʻlmasa, u passiv va koʻzgular oraligʻida aktiv modda joylashgan boʻlsa, u holda aktiv rezonator deyiladi.
Rezonator koʻzgulari oʻzlariga tushgan elektromagnit toʻlqinlarni iziga qaytarib, qarama-qarshi tomonga yugurtirib ikki koʻzgu oraligʻida turgʻun toʻlqinni hosil qiladi.
a) Fabri-Pero in-terferrometri turidagi passiv rezonatortorlarning elek-tromagnit yorug’lik to’lqin-larini tebranishi sxematik ko’rsatilgan. Ko’zgular shakli doiraviy yoki to’rt burchakli bo’lishi mumkin.
L – rezonator uzunligi, a – rezonator tomonlari, K1, K2 – ko’zgular, x,y,z – koordinata o’qlari, z – rezonator o’qi, E – elektromagnit to’lqinlar. b) Aktivrezonatorlarning sxematik tuzilishi A.M. – aktiv modda.

Aktiv rezonatorning vazifasi koʻzgularga tik tushgan yorugʻlik toʻlqinini iziga qaytarib, aktiv modda orqali oʻtkazib, yorugʻlikning kuchayishini ta’minlashdir. Shuning uchun aktiv rezonatorni musbat teskari bogʻlanishni ta’minlovchi sistema deb ham qabul qilingan. Aktiv moddadan chiqqan yorugʻlikni qaytarib yana aktiv moddaga kiritish va yorugʻlikning aktiv moddadan oʻtishida kuchayishi musbat teskari aloqa deyiladi.
Demak, rezonatorni tebranish konturi va musbat teskari aloqani ta’minlovchi deb qarash ham mumkindir.
Agar rezonator boʻlmasa, aktiv modda elektromagnit yorugʻlik toʻlqinini kuchaytiruvchi boʻlib xizmat qiladi, xolos. Rezonatorsiz lazer nurlanishni hosil qilib boʻlmaydi. Optik kvant generator (lazer) asbobini ishlashi uchun Fabri-Pero rezonatori oraligʻiga aktiv moddaning joylanishi shart va zarurdir.
Avvalo passiv Fabri-Pero rezonatorini qarab chiqamiz. Rezonator koʻzgularining shakli doiraviy boʻlmasdan, toʻrt burchak shaklida va tomonlari a ga teng, koʻzgular orasidagi masofa L ga teng deb qaraymiz. Har qanday rezonator tebranish konturi boʻlgani sababli, u xususiy tebranish chastotasiga ega. Rezonatordagi interferensiyalanuvchi yorugʻlikning toʻlqin uzunligiga koʻra tebranish turlari (modalar) hosil boʻladi. Rezonator koʻzgulari oraligʻida hosil boʻlgan har bir turgʻun toʻlqin rezonatorning xususiy modasini (tebranish turini) hosil qiladi. Rezonatorning modasi koʻzgular oraligʻida uygʻongan turgʻun toʻlqindir.
Fabri-Pero rezonatori-ning tebranish turlari modalari:

1. 
   rezonator ko’zgulari orasidagi bitta aksial bo’ylama moda uyg’ongan.
   
2. 
   rezonator ko’zgulari oralig’ida uchta moda uyg’ongan
   

Rezonatorning koʻzgulariga perpendikulyar ravishda yorugʻlik toʻlqini kelib tushganda, yorugʻlik toʻlqini koʻzgulardan qaytib turgʻun toʻlqinni hosil qiladi. Yorugʻlikning toʻlqin uzunligi oʻzgarishiga qarab turgʻun toʻlqinlarning turlari ham har xil, ya’ni har xil modalar hosil boʻladi. Oʻsha modalar Fabri-Pero rezonatorining xususiy chastotalaridir. 15-rasmda rezonator modalari sxematik ravishda koʻrsatilgan.
Har qanday turgʻun toʻlqinning tuguni koʻzgu yuzasida joylashadi va har bir moda koʻzgular oraligʻida yarim toʻlqin uzunligining (λ/2) butun sonlarini joylashtiradi. Rezonator koʻzgulari orasidagi turgʻun toʻlqinga boʻylama yoki aksial moda deyiladi. Aksial modaning elektromagnit konfigurasiyasi koʻzgularning yuzasida joylashadi. Elektromagnit maydon konfigurasiyasi rezonatorning koʻndalang modasini tashkil qiladi. Xullas, rezonator aksial (boʻylama) va koʻndalang modalarga egadir.