9-mavzu: ko’p sathli sistemalarda nurlanish

II.2. Spontan va majburiy nurlanish.
Muhit atomi qo’zg’algan energetik holatdagi turg’un (statsionar) holatga o’z-o’zidan yoki majburiy o’tishi mumkin. Muhit atomining qo’zg’algan energetik holatdan turg’un holatga o’z-o’zidan o’tishi spontan o’tish deyiladi. Qo’zg’algan holat energiyasi turg’un holat energiyasi dan katta > bo’lib, yorug’lik fotoni energiyasi ifoda yordamida aniqlanadi. Spontan nurlanish chastotasi ko’rinuvchi yorug’likning yaxlit spektrini hosil qilishi mumkin. Nurlanish yo’nalishida esa xaotik bo’ladi. Bu hodisa qizdirilgan jismning sovushida kuzatiladi. Barcha tabiiy yorug’lik manbalari va qator sun’iy yorug’lik manbalaridagi nurlanishlar spontan nurlanishga misol bo’la oladi.
Lazer materiali hisoblanuvchi muhit atomlari ikki va undan ortiq qo’zg’algan energetik holatlarda bo’lishi mumkin. Shu bois bu muhitni 3 yoki undan ortiq energetik sathli muhit deyiladi. Bu holatlar atom uchun qo’zg’algan (g’alayonlangan) holat bo’’ladi.
Tashqi ta’sir natijasida eng yuqori energetik sathga ega bo’lgan atom ma’lum vaqtdan so’ng undan quyiroq energetik sathga o’tadi. Bu o’tish nurlanishsiz sodir bo’ladi. Bunday o’tishda hosil bo’lgan energiya atomlarni terbrani yoki aylanish energiyasiga aylanadi. Atom keyingi energetik holatda biror ta’sirsiz ko’proq vaqt turishi mumkin. Bu metastabil, turg’un energetik sathdir. Uni eng quyi energetik sathga qaytarish uchun “turtki” yoki “majburiy tushirish” zarur bo’ladi. Metastabil holatdan turg’un holatga o’tishda nurlanish sodir bo’lib, u aniq yo’nalganlikka ega. Bu nurlanish fotonining energiyasi ifoda yordamida aniqlanadi. (bu erda metastabil holat energiyasi va nurlanish chastotasidir). Hosil bo’lgan ushbu foton energiyali metastabil holatdagi boshqa atomlarni ham “majburiy” holda quyi energiyali holatga tushirishi mumkin. Natijada ko’payib boruvchi fotonlar oqimi hosil bo’ladi. Bu lazer nurlanishidir. Oqimni kuchaytirish uchun ikki ko’zgudan iborat rezlnator (kuchaytirgich) dan foydalaniladi. Ushbu nurlanish monoxramatik bo’lib, aniq yo’nalishli kogerent elektromagnit to’lqindan iborat bo’ladi. Fotonlar oqimi ortib borishi sababli lazer nurlanishining ravshanligi katta bo’ladi.