Seminar: Geliy-neon lazerining ishlashini o’rganish Kerakli asboblar materiallar

Geliy-neon lazeri. Geliy-neon lazerlari quvvati bir necha o’n millivattga teng monoxromatik, yaxshi kollimatsiyalangan dasta nurlantiriladi, impul’sli va uzuluksiz rejimda ishlaydi, tuzilishi sodda va ishlatilishi qiyosan behatardir. Bunday lazerlar spektrning hamma ko’rinuvchan, ham infraqizil sohalarida nurlanish hosil qiladi. Ular nurlanishning to’lqin uzunligi spektrning ko’rinuvchi sohasida uning qizil qismi 632,2 nm ga to’g’i kelib, spektrning infraqizil sohasida esa to’lqin uzunligi 1150 va 3390 nm ga teng bo’ladi. Bunday turdagi asboblar laboratoriyada qo’llaniladigan lazerning keng tarqalgan turi bo’lib qoldi, bundan nurlanishning parametrlariga qo’yilgan talablar yuqorida ko’rsatilgan shartlar bilan cheklanadi.

Geliy-neon lazerining printsipial sxemasi –rasmda ko’rsatilgan. Bu yerda 1- diametri bir necha millimetr va uzunligi bir necha o’n santimetrdan 1,5 m gacha va undan ortiq bo’lgan gaz razryad naychasidan iborat. Naychaning ko’ndalang yonlari naycha o’qlariga Bryuster burchagi hosil qilib joylashgan yassi-parpllel shisha yoki kvarts plastinkalar bilan yopilgan. Bu plastinkalarning naycha o’qi bo’ylab tarqalayotgan hamda plastinkalarga yorug’lik tushish tekisligida qutiblangan nurlanish uchun qaytarish koeffitsientlari nolga teng. Geliy-neon lazeri eng keng tarqalgan bo’lib, unda razryad nayi 1 mm sim.ust. ga teng bosim ostidagi geliy va 0,1 mm.sim.ust. ga teng bosim ostidagi neon gazlari aralashmasi bilan to’ldiriladi. Naychani past voltli manba yordamida qizdiriladigan 2 katod va tsilindrsimon bo’sh 3 anod bor. Naychadagi anod bilan katod o’rtasiga 1-2,5 kV gacha kuchlanish ulanadi. Naychaning razryad toki bir necha o’n milliamperga teng. Geliy-neon lazerining razryad naychasi 4,5 ko’zgular o’rtasiga qo’yiladi. Odatda sfera shaklida ishlangan bu ko’zgular ko’p qatlamli dielektrik qoplamli qilib yasalib, bu qoplamlarning qaytarish koeffitsientlari katta qiymatlarga ega bo’lib, yorug’likni qarayib yutmaydi. Bir ko’zguning o’tkazishi odatda 2% ga teng, ikkinchisiniki esa 1% dan kam bo’ladi. Nayning katodi qizdirilgan hamda anod kuchlanishi ulangan bo’lsa, naycha yorug’lanadi va gaz-razryadining pushti rang ustuni yaqqol ko’rinadi. Ishlab turgan nayning tashqi ko’rinishi gaz-razryad neon reklama naychalariga o’xshash bo’ladi. Agar bu naychaning yo’naltirilmagan nurlanishini spektraskop yordamida kuzatsak, neonning khrinuvchi spektrining turli sohalarida joylashgan ko’p chiziqlarining to’plamini va geliy yorug’lanishining sariq chiziqlarini ko’ramiz. Ko’zgular to’g’ri joylashtirlgan bo’lsa, ikkala ko’zgu orqali to’lqin uzunligi 632,8 nm bo’lgan monoxromatik (qizil) yorug’likning yaxshi kollimatsiyalangan intensiv dastalarining tarqalayotganini ko’ramiz. Bu dastalar geliy-neon lazerining nurlanish generatsiyalalashi natijasida paydo bo’ladi. Bunday lazer yordamida infraqizil nurlanish generatsiyalash va kuzatish uchun gaz-razryad naychasining ko’ndalang yonlaridagi oynalar infra qizil nurlanish uchun shaffof bo’lishi, rezanatorning

Bunday lazerlarda elektr tokining energiyasi gaz - razryadi elektr maydonidagi tezlashgan elektronlar bilan noelastik to’qnashuvlarda bo’lgan geliy atomlarini uyg’otishga sarf qilinadi.

Ne ning uyg’ongan atomlari to’qnashuvlarda Ne atomlariga energiya beradi, bunda ular metastabil sathga o’tadi. Natijada invers band bo’lish hosil bo’ladi-yorug’lik chiqarishga tayyor bo’lgan Ne uyg’ongan atomlari soni Ne ning uyg’onmagan atomlari sonidan katta bo’ladi. Ne uyg’ongan atomlarining spontan nurlanishining birinchi kvantlariyoq rezonator ko’zgularidan ko’plab marta qaytib, to’lqin uzunligi 6328 A⁰ bo’lgan yorug’lik intensivligining quyunsimon ortishini vujudga keltiradi. Nakachka quvvati etarlicha bo’lganda lazer uzuluksiz ishlaydi va intensiv sovitishga muhtoj emas. Ne va Ne uyg’ongan atomlarning kamayishi elektr toki energiyasi hisobiga to’ldirib turiladi. Uzuluksiz ravishda ishlash gaz lazerlarining o’ziga xos afzalligidir.

Geliy-neon lazeri avtokollimator yordamida rezanator ko’zgulari parallel joylashtiriladi. Ko’zgularning parallelligi o’n sekund (10’’) aniqlik bilan bajariladi. Ko’zgular orasidagi masofa 50 sm. Birinchi ko’zgu yorug’likni 100% va ikkinchi ko’zgu esa 50% qaytaradi. Lazer generatsiyasining boshlanishi rezonatorning yustirovkasiga bog’liq, shu sababli rezonatorni yustirovka qilish usulini qaraymiz. Rezanatorning ko’zgulari o’zaro qat’iy parallel o’rnatilsa, u yustirovka qilingan bo’ladi. Ne-Ne lazeri nurini rezonator ko’zgulari va aktiv sterjen orqali o’tkazish kerak. Oq karton qog’ozi igna bilan teshib diafragma yasash va uni shtativga o’rnatib, lazer nurini diafragmadan o’tkazish kerak. Ne-Ne lazeri tomonidagi ko’zgudan va aktiv sterjen kesim yuzasidan qaytgan nurni diafragmadan o’tkazish kerak. Shundan keyin diafragmani ko’chirib, aktiv sterjen bilan ikkinchi ko’zgu oralig’iga o’rnatib, lazer nurini o’tkazish kerak. Ikkinchi ko’zgudan qaytgan nurni diafragma orqali o’tkazib, so’ng orqasiga qaytarish zarur. Ko’zgulardan qaytgan nurlarni diafragma orqali o’tkazishda yustirovka qiluvchi vintlardan foydalaniladi. Shu ketma-ketlik bajarilsa rezonator aktiv sterjen bilan bir optik o’qda joylashgan va sistema yustirovka qilingan bo’ladi.