Lazerlar va ularnng turlari

Gazli lazerlar
Gaz lazerlarida faol muhit sifatida qoilaniladigan gazning bosimi odatda bir necha millimetr simob ustuni boigani uchun nurlanish chizig‘ining gaz molekulalarining to‘qnashishi natijasida kengayishi juda kichik boiadi. Nurlanish chizigining kengayishi asosan Dopier effekti bilan bogiiqdir. Dopier effekti - bu tebranishlar manbai va kuzatuvchi bir - biriga nisbatan harakatlanganda kuzatuvchi sczadigan tebranish takroriyligi yoki toiqin uzunlikning o‘zgarishlaridir. Nurlanish chizigining kengligi juda kichik boigani sababli gaz muhitlarida invers tondlikni hosil qilish uchun ham optik damlash usulidan fbydalanish yaxshi samara beradi. Optik damlashda qoilaniladigan lamp* nurlanishi deyarli uzluksiz boiib, yutish chiziqlari kengligi IdoMk boiganda optik nurlanish energiyasining juda kam ulushiga Invers bandlikni hosil qilish uchun sarflanadi. Shuningdek, gaz 45 lazerlarida atomlami uyg‘ongan holga o‘tkazish uchun elektr razryadi qo‘llaniladi. Bu usul elektr damlash nomini olgan. Elektr damlash - elektr tokini hosiil qiladigan elektronlar oqimi faol muhit bilan to‘qnashish natijasida invers bandlik hosil qilishdir. Elektr damlashda gaz orqali elektr toki o‘tishi natijasida ionlar va erkin elektronlar hosil bo‘ladi. Ular elektr maydonida tezlashishi natijasida qo‘shimcha kinetik energiya oladilar va neytral atomlar bilan to‘qnashganda ularning uyg‘ongan holatga o‘tishiga sababchi boiadilar. To‘qnashuv orqali atomlarni uyg‘ongan holatga o‘tkazish jarayonida katta massali ionlarga nisbatan, kichik massali elektronlar ko‘proq rol o‘ynaydi, chunki past bosimdagi gazda elektronlarning o‘rtacha energiyasi ionlaming o‘rtacha energiyasiga nisbatan bir qancha katta bo‘ladi. Ma’lum vaqtdan so‘ng gazda elektronlarning o‘rtacha harorati T bilan tavsiflanuvchi muvozanat holat vujudga keladi. Gazlarda elektr damlash ikki yo‘l bilan amalga oshiriladi: 1. Faqat bir xil zarralardan iborat gazda atom faqat elektron bilan to‘qnashish natijasida uyg‘ongan holga o‘tishi mumkin: e + X -»• x* + e (2.1) ye - elektron; X - asosiy holatdagi atom; x* - uyg‘ongan holatdagi atom. 2. Ikki gaz (A va V) aralashmasida turli atomlaming o‘zarto'qnashuvi natijasida energiya rezonans ravishda bir atomdan ikkinchi atomga uzatilishi uyg‘ongan holatni hosil qiladi. A atom uyg‘ongan holatda, V atom esa asosiy holatda deb hisoblaylik. Ularning uyg‘ongan holatlari orasidagi energiya farqi E < kT bo‘lsin. Bu vaqtda A va V atomning uyg'ongan holatga o‘tish ehtimoli mavjud boMadi, ya’ni A* + В —» A + В* + E
A * - uyg‘onganholatdagi atom; В* - uyg‘ongan holatdagi atom. 1960-yil oxirida amerikalik fizik olim A.Djavan geliy va neon aralashmasi yordamida birinchi gaz lazerini kashf qildi. Geliy - Neon (He - Ne) lazeri. He -Ne lazeri neytral atomlardan tuzilgan gaz lazerlarining eng ko‘p tarqalgan turidir. U uch to‘lqin uzunligi Ai = 3391nm, Л2 =1152nm, Лз = 632,8 nm, da 48 nurlanish xususiyatiga egadir. Kashf etilgan birinchi gaz lazeri He - Ne lazeri bo‘lib, u A =1152 nm to‘lqin uzunligida nur chiqargan va nurlanish quwati R = 700 m Vt gacha qiymatga ega bo‘ Igan. Hozirgi vaqtda He - Ne lazerining A — 632,8 nm to'iqin uzunligida nurlanuvchi turi eng ko‘p tarqalgan. Gazodinamik SO2 lazer. Faol muhiti karbonat angidrid (SO2) gazida ishlovchi va o‘rta infraqizil 10600nm to‘Iqin uzunlikli diapazonda nurlanish beruvchi lazcrdir. Uning uzluksiz ish rejimdagi kogerent nurlanish quvvati yuzlab kilovattga yetishi mumkin va texnikaning turli sohalarida ishlatilishining Imkoniyatlari keng. CO - lazer. Molekulalarning tebranma * aylanma o‘tish CMliqlarida ishlovchi lazerlarning yana bir turi CO lazeridir. Uning MlHtnish to'lqin uzunligi 500 nm bo‘lib, f.i.k. juda katta 60 % qiymatga egadir. CO lazerida nurlanish quwati 100 kVt gacha 53 hosil qilingan, lekin bunday quwatni amalga oshirish uchun gazlar aralashmasini juda past 77+100 К haroratgacha sovutish kerak. CO molekulalaming tebranma sathlarida invers bandlikni hosil qilish xuddi CO2 lazerdagidek elektron zarba vositasida amalga oshiriladi. Xuddi azot molekulalaridek CO molekulasi juda katta elektron zarba natijasida tebranma sathlami uyg‘otish xossasiga egadir. Razryaddagi elektronlaming deyarli 90 % energiyasi CO molekulasining tebranma harakati energiyasiga aylanishi mumkin. Eksimer lazerlar. Eksimer lazer - elektron sathlari orasida o‘tish natijasida nurlanish hosil bo‘luvchi molekular lazerlardir. Ba’zi bir inert gazlar va ularning galogenlari bilan birikmasi molekulalari faqat uyg‘ongan holatda mavjud bo'ladi. Bunday molekulalar - eksimer (inglizcha - excited dimer) - uyg‘ongan dimer nomini olgan. Ikki atomli molekulaning asosiy holati potensial energiyasi atomlar orasidagi itarilish kuchlariga mos keladi. Shuning uchun bu molekula asosiy holatda mavjud boMmaydi. Uyg‘ongan holat potensial energiyasi minimumga ega bo‘lganda molekula mavjud bo‘ladi. Zarralandan tuzilgan molekula faqat dimer holatida mavjud bo‘ladi. Eksimerning asosiy holatga o‘tishi uning alohida zarralarga ajralib ketishiga olib keladi.