Ызбекистон республикаси олий ва ырта мащсус таълим вазирлиги

Иттирий-алюминий гранатли (ИАГ) лазерлар

Шиша асосли неодим лазернинг асосий камчилликларидан бири бу-унинг фаол элементининг иссиқлик ўтказувчанлигининг ёмонлигидир. Шунинг учун лазер нурланишининг такрорланиш частотаси кичик, ўрта ҳисобда 1 минутда 1 импульсли нурланиш беради. Ушбу камчилликдан ҳоли бўлган қаттиқ жисмли лазерлардан бири бу иттирий-алюминий гранатга фаол зарра сифатида неодимли ионлари киритилган лазерлардир (Y₃Al₅O₁₂). Ушбу лазерлар кўпинча ИАГ-лазерлар деб аталади. В Гейсиц деган олим тамонидан таклиф этилган.

Иттирий-алюминий гранат асосга жойлашган неодим иони тўлқин узунликлари 500 дан 900 нм оралиқда ётувчи жуда кўплаб нурланишни ютувчи йўлкаларга эга, яъни 33-расмда келтирилган неодим ионининг энергетик сатҳларининг соддалаштирилган чиз-масида кўрситилгандек энг юқори кенгайтирилган сатҳларга эга. Лекин юқори ишчи лазер сатҳига ўтишида спектрининг эни жуда кичик (1 мм) бўлган лазер нурланишини беради. Юқори ишчи лазер сатҳида электроннинг яшаш вақти 200300 мкс бўлиб, мажбурий ўтишларнинг кесими 310^-19 см² атрофида ётади. Фаол элементдаги неодим ионларининг концентрацияси катта 10²⁰см^-3) бўлгани учун фаол ионларнинг кам қисмини (35) ғалаёнлантириш билан кучайтириш коэффициентини катта олиш мумкин. Шу хусусиятлари учун бундай лазер кичик дамлаш қувватида ишлай олади. ИАГ элементи қаттиқ изотроп кристалл бўлгани учун ундан диаметри 1 см гача, узунлиги 10 см гача бўлган шаффоф оптик фаол элементлар тайёрлаш мумкин. Асосий хусусияти унинг иссиқликни яхши ўтказувчанлиги ва ҳароратнинг катта фарқларда ўзгаришни кўтара олишидир. Шу иссиқлик хусусиятлари, катта кучайтириш коэффициентига эгалиги ва кичик оптик дамлаш қувватларида ишлай олиши туфайли бундай лазерда нафақат импульсли ва даврий импульси ҳамда узлуксиз генерация олиш мумкин.
Бундай лазернинг фаол элементининг ҳажми чекли бўлгани учун ноноимпульсли ҳолатдаги нурланишнинг энергияси максимал 10 Жоульдан ошмайди. Шунинг учун бу лазер кўпинча даврий импульсли ёки узлуксиз ҳолатда ишлатилади. Даврий импульсли ҳолатда лазер нисбатан узун (0,5...10 мс) импульсли ва такрорланиш частотаси 100 Гц гача, узлуксиз ҳолатда қисқа ( 10мкс) импульси ва такрорланиш частотаси 100кГц бўлган нурланишни оптик резонаторнинг асиллиги модуляция қилиш орқали олинади.
Узлуксиз ҳолатдаги нурланишнинг қуввати 1кВт гача ётиши мумкин. Ушбу лазернинг умумий ФИК катта бўлиб, криптон ёруғлик лампалари билан узлуксиз режимда дамланганда 23% ни ташкил этади. Нурланишнинг кўп модали ҳолатдаги ёйилиш бурчаги 5 мрад, бир модали ҳолатда 1 мрад. ни ташкил этади. Ушбу лазерлар технологик қурилмаларда ишлатилади.

3-жадвал