Mavzu: Lazer nurlarining xossalari

[   =  o  ) ] ( 1 )
Yuqoridagi (1) ifoda ko’ndalang doppler effektini ifodalovchi ifoda bo’lib hizmat qiladi.Bo’ylama doppler effektini yorug’lik to’lqinida 1900-yili Rus Astrafizikgi A.A.Belapolskiy tomonidan va 1907-yili Rus Fizigi B.B.Golesin tomonidan kuzatilgan.Ko’ndalang doppler effektini esa 1938-yili Amerikalik Fizik G.Ayvs tajribada kizatgan.Yuqoridagi ikki hodisa asosida doppler effektini kuzatishni bo’ylama va ko’ndalang to’lqin tadbiqi asosida tekshirilishi mumkinligini aytib o’tishimiz joizdir.
Doppler effekti atom molekula va kosmik jismlar harakatini o’rganishda qo’llaniladi.Bu effekt radiotexnika va radiolokatsiyada keng tadbiq etiladi. Yuqoridagi misol ta’riqasida keltirib o’tgan jarayonimizni o’rganishda uning lazer nuriga nima aloqasi bor degan savol tug’ilishi bejiz emas. Lekin bir qarashda uning lazer nuri bilan aloqasini payqash qiyinroq lekin agar e’tibor berib,qarasak bu hodisa ham huddi lazer nurining hosil bo’lishiga va tarqalish jarayoniga mos va hos holatda ekanligini aniqlashimiz mumkin.Ya’ni shu o’rinda lazer nurini paydo bo’lish jarayoniga biroz to’xtaladigan bo’lsak,bilamizki lazer nurini paydo bo’lishi uchun bizga asosiy 3 ta fakt kerak bo’ladi.Ularni quyidagi ketma-ketlikda keltirib
o’tishimiz mumkin:
a)faol muhit;
b)rezenator;
c)uyg’otuvchi yoki qo’zg’atuvchi manba kerak bo’ladi.Bu 3 qism asosida biz lazer nurini hosil qilishimiz mumkindir..Birinchi bo’lib faol muhit haqida gapiradigan bo’lsam.Ushbu faol muhitimiz nimalardan tashkil topganiga qarab lazer qurilmalarimiz qattiq jismli,suyuqlikli,gazli,yarimo’tkazgichli va bo’yoq moddali lazerlar ko’rinishida bo’ladi.
Lazerlarning ishlash printsipida faol moddaning atom tuzilishi juda muhimdir. Muhit atomlarining qo`zg`algan ya’ni g`alayonlagan holatida , metastabil holatida yoki ,, g`alayonlangan holatida” uzoq vaqt turish xususiyati bo`lishi zarur . Atomlar o`z tuzilishiga qarab biror turtkisiz (   -  ) sekund metastabil holatda bo`ladilar. Oddiy muhitdan yorug`lik o`tsa u yutiladi va intensivligi kamayadi. Faol muhitda esa yorug`lik tarqalaishida u kuchayishi va intensivligini ortirishi kuzatiladi. Bunday muhitlar faol yoki zarralarning energetik sathlar bo`yicha investli ( teskari ) muhit deyiladi. Optik kvant generatorlari (OKG ) yoki lazer faol muhit, qo`zg`tuvchi ( tebrantiruvchi ) qurilma va rezenatordan iborat bo`ladi.
Faol muhit turiga qarab lazer qurilmalari qattiq jismli, suyuqlikli,gazli, yarimo`tkazgichli va bo`yoq moddali lazerlar ko`rinishida bo`ladi. Muhitni g`alayonlangan ( uyg`ongan, qo`zg`algan ) holatga keltirish ( aktivlashtirish ) qo`zg`atuvchi qurilma yordamida qo`zg`atib amalga oshiriladi. Qattiq jismli lazerlarda qo`zg`atish yoki ,, optik tazyiq” yordamida bajariladi. Gazli lazerlar elektr zaryadi ( uchqun )dan foydalaniladi. Yarimo`tkazgichli lazerlar faol muhit ishchi qismi p-n o`tish orqali elektonlar oqimi ( elektr toki ) ni o`tkazishga asoslanib ishlaydi. Invers bandli muhit nurlanishi intensivligini oshirishda rezanatorlar ( ikkita yaqin shaffof ko`zgular )dan foydalaniladi. Tarqalayotgan fotonlarning faol muhit orqali ko`p marta o`tishi rezanator yordamida amalga oshiriladi. Lazerlarda ular tutib qoluvchi va kuchaytiruvchi vazifasini bajaradi va joylashishi asosida sath bilan ,, uyg`ongan “ sathlarning birortasi orasida , to`rt sathli generatorlarda esa ikkita ,, uyg`ongan” sathlar orasida ro`y beradi. Uch sathli sxema bilan ishlaydigan lazerlarga yoqut ( rubin ) lazeri misol bo`la oladi. Bu guruhga kirgan xrom  , samariy , uran U, neodim  , va boshqa elementlardan tuzilgan lazerlar kiradi. Rubin ( yoqut ) lazerda 0,05% gacha xrom   ionlari qo`shilgan alyuminiy oksid  dan tayyorlangan kristall ishlatiladi. Lazerlarda asoslari parallel bo`lgan slindrik sterjen ishlatiladi. Impulsli lampadan chiquvchi yorug`lik faol muhitda tebranish hosil qiladi. Lazer nurlanishini hosil qilishda bir necha ming joulgacha energiyali zaryadlangan kondensatorlar bateriyasi lampa orqali razryadlanadi. Lampa qisqa muddatl iyorug`lik oqimi bilan yoqut o`qini yoritadi. Impulsli lampaning kuchli yorug`lik oqimi yoqutga tushganda , xrom ionlari lampadan chiqayotgan nurlanish spektrining yashil va sariq qismlarini yutib , ,, uyg`ongan “ holatga , ya`ni uchinchi energetik sathga o`tadi. Xrom ionlari qisqa vaqt turgach , spontan holda nurlanishsiz ikkinchi ( metastabil ) holatga o`tadi. Bu nurlanish tayyor faol muhitni hosil qiladi. Lampa nurlanishidan turtki olib , lazer nurlanish hosil qilinadi. Lazerning nurlanish quvvati 2kw gacha yetadi. Uning foydali ish koeffitsienti 0,1-10% ni tashkil etadi. Suyuqlikli lazeslar oranik bo`yagichlar eritmasida ishlaydigan lazerlardir. Bu lazerlarda ,, optik tazyiq “ ni yoqutli lazer yoki neodim shishali lazer bajaradi. Bo`yagich moddalarning ko`p turi (  100) mavjud ekanidan lazer nuri chastotasi turlicha bo`ladi. Gazli lazerlarda faol muhit sof gaz yoki gazlar aralashmasidan iborat bo`ladi. Geliy-neonli lazer bunga misol bo`la oladi. Gaz aralashmasi elektr razryadi bilan ,,uyg`ongan” holatga keltiriladi. Bu lazer rezonatori gazli nay o`qiga tik joylashtiriladi. Bu lazer nurlanishi λ=0,633mkm bo`lgan kogorent to`lqindir yoki λ=1,15mkm infraqizil nurni generatsiyalaydi. Yarimo`tkazgichli lazerlarda lazer nuri faol muhitda p-n o`tishli yarimo`tkazgichdir. Yarimo`tkazgichli lazerlarda faol muhit optik tazyiq va elektr toki ta`sirida uyg`ongan holatga keltiriladi. Yarimo`tkazgichli doid qalinligi 0,1 mm va yuzasi bir necha   bo`lgan kristall plastinkadan iborat . Plastinkaning ikki tomoniga elektrodalar ulanadi. Bu lazerlar nurlanish diapazoni infraqizildan ultrabinafshagacha bo`lishi mumkin. Bu lazerlar tuzilishi sodda , o`lchamlari kichik va uzoq vaqt davomida ishlaydi.
Ionli va kimyoviy lazerlar ham gazli lazerlar hisoblanadi. Ionli lazerlarda faol muhit ionlar bo`lsa, kimyoviy lazerlarda esa kimyoviy reaksiya natijasida uyg`ongan holatga o`tgan atomlar bo`ladi . Lazerlarda ishlatiladigan muhitning faol holati energiyasi  , va turg`un holat energiyasi   orasidagi farq doimiy E=h =  -   bo`lib, u nurlanish fonoti energiyasiga tengdir. Foton energiyasi