Lazer fizikasi fanining tarixi, buguni va kelajagi

Aktiv muxitdan o’tishda elektromagnit to‘lqin intensivligini uzgarishini sabablarini tushuntirib bering


Uyg’ongan atomning asosiy energetik sathta o’z-o’zidan qaytishi va o’sha vaqtda yorug’lik kvantini chiqarishi hodisasiga spontan nurla­nish deyiladi. Spontan nurlanish tufayli ajratib chiqarayotgan kvantlar ixtiyoriy yo’nalishda tartibsiz tarqaladi. Nurlanish chastotasi q uyidagicha aniqlanadi: h = 6,62.10^-27ergs - Plank doimiysi.
Majburiy nurlanish tashqi yorug’lik energiya zichligi – ga va ikkinchi sathdagi atomlar soni N₂ ga bog’liq. Atomlarning dt vaqt davomida majburiy nurlanishlar soni quyidagi formula orqali ifodalanadi: , Bunda, B₂₁ - majburiy nurlanish ehtimoliyati yoki majburiy nurlanish uchun Eynshteyn koeffisiyenti deyiladi, ( ).Shunday qilib, majburiy nurlanish – bu tashqi maydon ta’siridagi nurlanishdir. Shuning uchun ham u kogerentdir Termodinamik muvozanat sharoitida asosiy energetik sathdan ikkinchi uyg’ongan energetik sathga o’tishlar soni, uyg’ongan energetik sathdan asosiy energetik sathga o’tishlar soniga tenglashadi, ya’ni energiyaning saqlanish qonuniga ko’ra. A₂₁/V₂₁ nisbat absolyut qora jismning hajm birligidagi nurlanuvchi ossillyator (tebranuvchi) larning nurlanish ener­giya zichligiga teng, ya’ni:

Aktiv modda orqali o’tayotgan yorug’lik intensivligining o’sishi funksiyaning darajasidagi kuchayish koeffisiyentiga bog’liq. Bu o’sha koeffisiyentni tahlil qilib qaraymizo’rganamiz:G(v) = σ(v)(q₂/q_lN₂-N₁),
σ(v) – majburiy nurlanishning kesim yuzasi:

. Kuchayish koeffisiyentini quyidagicha yozish mumkin:

.

31. 
    
    Kvant generatorlarida foydalaniladigan ko’zgularning vazifasini tushuntirib bering.
    

Chiziqli bo’lmagan dielektrikda berilgan chastotadagi kuchli yorug’lik energiyasini kichik chastotadagi nurlanish energiyasiga aylantirishni parametrik generasiya deyiladi. Faraz qilaylik chastotali kuchli yorug’lik to’lqini kvadratik nochiziqli dielektikka tushayotgan bo’lsin. Bu nur nakachka to’lqini deb ataladi. Bu to’lqinni o’yg’otuvchi yoki dielektrikka tushuvchi to’lqin desa bo’ladi. Bu formuladagi hamma belgilarni yuqorida ko’rganmiz. Aytaylik, nur X o’qi bo’ylab tarqalayapdi. Bu to’lqin tarqalish yo’nalishida dielektrikning har bir nuqtasida va chastotadagi tebranishlarini o’yg’otadi, shu chastotadagi bYe² qutblanishlarini o’yg’otadi. Bu nochiziqli qutblanishlar va ikkilamchi to’lqinlar tarqatadi. Bu yerda tenglik bajarilishi kerak. -nakachka to’lqini chastotasi, va - yangi hosil bo’lgan to’lqinlar chastotalari.
Sinxronizm sharti bajarilsa nakachka to’lqini o’z energiyasini yangi to’lqinlarga effektiv beraboradi. Natijada muhitning ichiga qancha chuqur kiraborsa o’yg’ongan yangi to’lqinlar amplitudalari ortib boradi. Demak, bu yerda ham ikkinchi garmonikani ko’zatgandagi kabi, sinxronzm o’zoq saqlanishi yoki kogerentlik masofasi katta bo’lishi kerak.Ammo normal dispersiya, ya’ni ortishi bilan -sindirish ko’rsatkichi ortib boradigan sharoitda yorug’likning parametrik generasiyasini amalga oshirib bo’lmaydi.Chunki unday dielektrikda tenglik bajarilmaydi. Ammo yana qiyinchilikdan bir o’qli manfiy kristall yordamida chiqib ketish mumkin.“Ikkinchi garmonikani kuzatish” mavzusida bir o’qli manfiy kristallni AA yo’nalishiga perpendikulyar yo’nalishda har qancha qalinlikda kesib olish mumkin deyilgan. Ammo optik jihatdan toza kristalning cheksiz kattasini topib bo’lmaydi. Shu kristalldan kesib olingan plastinkaga AA yo’nalishda chastotali nakachka nurini tushursak, bu yo’nalish kristallning optik o’qi bilan -ni hosil qiladi. Chizmaga qaraylik.

71-rasm.Yorug’lik nurining noziqli optik kristallni kesib o’tishi.