Дозиметрия асослари ишнинг мақсади

ДОЗИМЕТРИЯ АСОСЛАРИ
Ишнинг мақсади: оптик квант генераторининг тузилиши ва ишлаш принсипи билан танишиш, лазер нурлари дастаси кўндаланг кесими бўйича энергия тақсимотини аниқлаш ва дастанинг ёйилиш бурчагини ўлчаш.


Назарий қисм

Оптик квант генераторлари (ОКГ) деб шундай қурилмаларга айтиладики, уларда мажбурий нурланиш ҳисобига оптик диапазонда ётувчи монохраматик электромагнит тўлқинлар генерасияланади.

Ҳозирги вақтда оптик квант генераторларнинг хилма-хил типлари яратилган бўлиб, улар асосан учта турга бўлинади: газли ОКГ лар, қаттиқ жисмли ОКГ лар ва яримўтказгичли ОКГ лар.
Газли ОКГлар деб, шундай генераторларга айтиладики, уларда актив модда сифатида газлар ишлатилади. Бундай ОКГ (лазер) ларнинг актив моддаларида инверс эгаллаганлик электр газ разирядлари ёрдамида ҳосил қилинади. Газ орқали электр токи ўтказилганда газ атом ва молекулалари уйғонган холатда ўтади.
Газли лазерларнинг ўнлаб турлали мавжуд бўлиб, улардан биринчиси 1961 йилда Жаван томонидан яратилган. Унда актив модда сифатида гелий ва неон газларининг аралашмасидан фойдаланилган. Ҳозирги вақтда гелий-неонли лазерларнинг энг кўп тарқалган лазерлардан ҳисобланади.
Гелий неонли лазерда инвест эгаллаган механизмини тушунтириш учун гелий ва неон газларининг қуйи энергетик сатҳлари диаграммасини қараб чиқамиз. 1-расм. Гелий-неонли лазерлар схемасининг ўзига хос хусусияти шундаки, гелийнинг 2¹S ва 2³ S метастабил сатҳлари неоннинг 3S ва 2S уйғонган сатҳларига жуда яқин жойлашаган бўлади.

1-расм. Гелий-неонли лазерлар схемаси
Лазернинг гелий ва неон газлари билан тўлдирилган трубкасида электр разряди натижасида газ атомлари уйғонган холатда ўтади. Бунда гелий атомлари асосий холат 1S дан метастабл холатлар 2¹S ва 2³ S ларда ўтади. Бу сатҳларнинг неон сатҳларга яқинлигидан уйғонган гелий атомлари билан уйғонмаган неон атомлари тўқнашиши натижасида, гелий атомларидан неон атомларига энергия берилади. Шу 3S ва 2S сатҳларнинг қўшимча эгалланиши содир бўлади. 2S →2P, 3S→ 2P , 3P инвест ўтишлар кузатилади. 3S→ 2P ўтиш процесида тўлқин узунлиги λ=6328 , бўлган лазер нурланиши чиқарилади. Бошқа ўтишлар процессида инфрақизл нурланиши кузатилади. Одатда селектив кўзгулардан иборат оптик резонаторлар ёрдамида керакли лазер нурланиши ажратиб олинади.
Шундай қилиб гелий-неонли лазерларда осон атомларни уйғотиш процесси икки хил йўл билан: 1. электр разиряди пайтида вужудга келган электронлар билан тўқнашиш йўли билан, 2. гелийнинг уйғонган атомлари билан тўқнашиш йўли билан амалга оширилади.
Одатда гелийнинг консетрацияси неонникидан 5 марта кўп қилиб олинади. Мактаблар учун мўлжалланган гелий неонли лазерларни қуввати унча катта бўлмай 1-2 мВт ни ташкил қилади.
ОКГ ларнинг асосий параметрларидан бири бўлиб, улар генерасия қилаётган лазер нурлари дастасининг ёйилиш бурчаги ҳисобланади. Ёйилиш бўрчагининг катталиги лазер нурларининг йўналганлигини аниқлайди. Ёйилиш бурчаги сифатида энг кўп қисмини ўзига олувчи фазовий бурчак қабул қилинади. Агар нурлар дастаси конус шаклида бўлса (2-расм) у холда фазовий бурчак W ни унга мос келувчи ясси бурчак Ө орқали ифодалаш мумкин (Ө нинг кичик қийматларида ):
ω= π/4*Ө² (1)
бу ерда Ө радианда ифодаланади. Ёйилиш бурчаги ОКГ резонаторнинг чиқиш тешигида нурланиш дифраксияси билан аниқланади. Бу бурчанинг минимал қиймати Ө _мин (нурланиш интенсивлигини ярмига мос келадиган баландликда дифраксион максимум кенглиги) ясси кўзгули резонатор учун қуйидаги формулаорқали ифодаланади.

2Ө_min=λ/d
Бу ерда d- чиқиш тешигининг диаметри. Бу ёйилиш булчагининг назарий ҳисобланган энг кичик чегаравий қиймати бўлиб, баьзи сабабларга кўра тажрибаларда ҳали олинмаган. Ёйилиш бурчагининг реал қиймати тажрибада лазер чиқиш тешигидан Л масофада жойлаштирилган (2-расм) ёруғлик дастасининг Д диаметрини ўлчаш усули билан аниқланади. Расмдан кўринадики,
Ө (2)
Ёруғлик дастасининг Д диаметрли визуал ёки фотоэлектрик методлар ёрдамида ўлчанилиши мумкин.