Lazer fizikasi fanining tarixi, buguni va kelajagi

Lazer nurlarini vaqt bo‘yicha kogerentligini tushuntirib bering?


Yorug‘likning vaqtli kogerentligi. Aniq vaqt davomida fazoning biror nuqtasidagi yorug‘lik maydoni tebranish fazasining ketma-ket takrorlanishi, bir-biriga mos tushishi yoki hamjihatligi yorug‘likning vaqtli kogerentligi deyiladi. Makonning ixtiyoriy bir nuqtasidagi maydon tebranishining fazasi –masofada joylashgan ikkinchi bir nuqtadagi maydon tebranishining fazasi bilan mos tushsa, shu oraliqda yorug‘lik to‘lqinlari vaqtli kogerentlikka egadirlar. Kogerentlikning bu ko‘rinishi yorug‘lik to‘lqinlarining tarqalish yo‘nalishida tebranish fazalarining vaqt o‘tishi davomida tartibli bo‘lishidir. Yorug‘lik maydoni tebranishining fazasi ketma-ket tarqalish yo‘nalishidagi nuqtalarda juda kichik qiymatlarga o‘zgarsa yoki o‘zgarmasdan saqlansa u, to‘lqinning vaqtli kogerentligi uzoq vaqt saqlanadi. To‘lqinlarning yo‘nalishi bo‘yicha tebranishi fazalarining tartibi saqlanishi asosiy ahamiyatga ega bo‘lgani uchun bu kogerentlikka to‘lqin­ning bo‘ylama kogerentligi ham deyiladi.
Vaqtli kogerentlikni hisoblash va o‘lchash mumkin. Har bir yorug‘lik manbaiga tegishli spektral chiziqlar yoki spektral yo‘llar bo‘lib, o‘sha spektr chizig‘ining yoki yo‘lining spekt­ral kengligi mavjud. Yorug‘lik manbasining spektral kengligini deb belgilagan edik. Spektral kenglikka ega bo‘lgan har qanday yorug‘lik manbai kogerentlik vaqti deb ataladigan vaqt oralig‘ida vaqtlik kogerentlikka ega. Shu sababli spektr kengligi va kogerentlik vaqti quyidagicha o‘zaro bog‘langan:

yoki
(1.11.3)

Quyosh yorug‘ligining spektral kengligi Дv= 4∙10¹⁴ч8∙10¹⁴Gs oralig‘ida joy olgan. Kogerentlik vaqti . Kogerentlik uzunligi . Haqiqatdan ham quyoshdan kelayotgan yorug‘lik to‘lqinlari kogerent emasdir. Odat­dagi monoxromatik yorug‘lik manbalaridan biri natriy atomlarining nurlanishiga asoslangan natriy lampasidir. Natriy yorug‘ligining spektr kengligi Дv=1,6∙10¹⁰Gs, . Lazer nurlarining vaqtli kogerentligini baholaylik. Yoqut lazeri erkin rejimda ishlaganda spektr kengligi , ~3∙10^–8s, I_kog=900sm. Geliy-neon lazerining spektr kengligi , ~10^–3s, I_kog=300km. Lazer nurlari oliy darajada monoxromatik yorug‘lik manbai bo‘lgani sababli kogerentlik vaqti ham kattadir. Bir modali lazer nurlanishiga tegishli to‘lqinlarning amplitulasi, fazasi lazerning uzluksiz nurlanishi davomida o‘zgarmasdan saqlanadi va uning kogerentligi nihoyat darajada katta bo‘ladi. Lekin to‘lqin fazasi turli fluktuasiyaga uchrab o‘zgarishi ham mumkin va bu o‘zgarish nurlanish spektrini bir muncha kengaytiradi. Demak, yorug‘lik qancha yuqori darajada monoxromatik manba bo‘lsa, u yorug‘lik o‘shancha yuqori daraja­da vaqt bo‘yicha kogerent manbadir.

31.