7-ma’ruza gaz lazerlari. Geliy-Neon, korbanat angidrid va azot lazerlari

Ionli lazerlar.
Argon lazeri. Metal bug’li lazerlar
Ionli gaz lazerlarida damlash, elektr razryadi davomida elektronlarni ketmaket ikkita tuknashishi tasirida buladi. Birinchi tuknashishi ta’sirida markaziy atomidan ion xosil buladi, ikkinchi tuknashish esa bu ionni uygatilishiga olib keladi bundan damlash ikki pogonali prosess ekanligi kurinadi, bu prosesslari xar bir tok razryadini zichligi I ga proporsional. Demak bu karalayotgan xolda damlash I² ga proporsional buladi. pogonali prosesslarni oshishi I ning yuqori darajalari proporsional buladi. Bunday prosessni effektiv bo`lishni uchun, katta tok zichligi talab kilinadi. Ionli gaz lazerlarda tok zichligi, neytral atomli gaz razryadli tok zichligiga karaganda juda katta buladi.
Ionli lazerlar ichida eng kup tarkalgan argon lazeri.
Lazer utishini yuqorigi 4R satxi kuydagi uchta prosesslar natijasida joylashishi xosil qilish mumkin.
1. Asosiy xolatda turgan Ar⁺ ioni bilan elektronli tuknashish natijasida [a - prosess]
2. Metastobil xolatda turgan ion bilan elektron tuknashish natijasida [b - prosess]
3. Yuqorigi satxlardan kaskadli radiosion utishlar [v - prosess]
Asosiy xolatda turgan Ar⁺ ionlarini sonini Ni bilan va Ne bilan elektronlar sonini zichligini belgilaymiz. Plazma xolati Ni Ne bo`lib neytral bulsin.
Bunday taxmin qilishda a - prosessda birlik xajmga tugri kelgan damlash tezligi.
(2.4.1)
Elektr razryad usib elektr maydoni doimiy bulgan xolga yetganda, elektronlar zichligi Ne razryaddagi tok zichligiga proporsional bo`ladi ya’ni ko`rinadiki

Bu kvadratik boglanish tajribada uz - o`zidan nurlanish quvvatini I - ga boglikligini yaxshi tasdiklaydi. (b) va (v) prosesslar uchun xam I boglanishni beradi.
(v) prosessda xakikatdan kaskadli radiosion prosess bulganda xam satxlarda joylashish Ne Ni ga bu esa Ne<sup>2</sup> proporsional buladi.
(b) prosessda esa uygonishi va relaksasiya prosesslarini balanslari bilan aniklashuvchi Metastabil sotixdagi Nm joylashishlar kuyidagi boglashishni beradi.
N<sub>m</sub>  Ne <sup>.</sup> Ni / (k + Ne) (2.4..2)
Maxrajdagi K - kattalik spontan nurlanish xisobi dam buladigan metastabil satxdagi relaksasion xisobga olinishini bildiradi.
Ne - esa elektron bilan tuknash xisobidan xosil bulgan relaksasion (2) dan (b) prosess orkali aniklanuvchi damlash tezligi kuyidagi kurinishda ifodalanadi.
(2.4.3)
ammo metastabil satxdagi yemirlish (raspad) kupincha spontan nurlanish xisobidan bulmay, elektronlar bilan tuknashish xisobdandir (ya’ni K << Ne) bundan esa yana degan xulosaga kelamiz. Shunday kelib, yuqorida aytgandek xamma 3 ta prosess xam, lazer satxdagi jolashishga uz xissasini kushar ekakn.
Xakikatda yuqorigi satxdagi 23 - 50% joylashishlar (v)- kaskadli prosess orkali xosil buladi.
Xulosa qilib kursak yuqorigi lazer satxini yashash davri  10<sup>-8</sup>s uchun kiska yashash davriga (10<sup>-9</sup>s) ega bulgan radiasion utishli pastki lazer satxi (45) asosiy satx bilan boglangan. Bu paytda t= 3000 k temperaturada chiziq doplercha kengligi <sub>0</sub> = 3500 mGs teng (xakikatdan elektr maydoni razryadi yordamida tezlatiladigan ion juda issik buladi)
Gaz razryad trubkada yuqori tok zichligi xosil buladi natijada Ar<sup>+</sup> ionlari katotga karab siljiydi, buni kompensasiya qilib turush uchun gazorazryad trubkasining konstruksiyasiga kushimcha trubka urnatilgan. Bu trubka gazni orkaga serkulyasiya bo`lib turishini taminlaydi. Aylanib (serkulyar) bo`lib turishi uchun bu urgatilgan kushimcha strukturasining uzunligi razryad trubkasining uzunligidan uzun bo`lishi kerak, chunki agar teng yoki kalta bulsa razryad bu kushimcha trubkada xosil buladi.
Bu trubkaning texnologik jixatdan yomon tomoni yuqori tok zichligida ishlashidir, bu xolda T  3000 K atrofida bo`lib ionlarni trubka devori bilan tuknashishi natijasida trubkani yemirilishi imkoniyati payoda buladi. Shuning uchun gazorazryad trupka doimiy magnit maydoni ichiga joylashtiriladi. Bu maydonni yunalishi trubkaning ukiga parallel buladi.
Trubkada plazma razryadiga xosil bulgan Lorens kuchi elektronlarni kamaytiradi. Bu xolda trubkaning markazida erkin elektronlar soni kupayadi, bu esa uz navbatida damlanish prosessini tezlashiga, demak chikish quvvatini oshiga olib keladi.
Elekt razryadini magnit maydoni yordamida trupka markazida tutib turish xam trupkaning yemirilish imkoniyatini kamaytiradi. Bu lazerlarda kuchayish geliy - neon lazerinidan farkli bo`lib u trubkaning ichki diametriga boglik emas chunki metastabil satxlarni joylashi inversion joylashishni kamaytirishga olib kelmaydi. Sanoatda ishlab chikiladigan lazerlar generasiyani TEMoo moda olish uchun va tok zichligini kamaytirish maksadida trubkaning diametri birnecha milimetr qilib olinadi.
Agar quvvatini oshirish kerak bulsa trubkaning diametri katta qilib olindi bu xolda trubka devorlarini yemirilishi xam kamayadi.
Ar⁺ - larning bir nechta tulkin uzunliklariga generasiyalanadi eng katta intensivligi  = 5/4,5 km (yashil) tulkin uzunliklarga tugri keladi.
Ar⁺ lazeriga yoki umuman ionli lazerlari muxim xususiyatlaridan yana bir turdagi chikish quvvati razryad tokini oshishi bilan oshadi.
Argon lazerini Geliy - Neon lazeridan farkli tomoni shundaki chikish quvvati uygotish quvvatini oshirish bilan oshadi. Buning sababi inversiyani tuyinish prosessi tok zichligi yetarligi katta bulganda erishadi. Shuning uchun Ar⁺ lazerlarini (200 Vatt) 200 Vt gacha buladi lekin. Bu lazerni Foydali ish koeffisiyenti uncha katta emas (< 10^-3)
Argon lazerlari buyokli lazerlarda uygotuvchi vazifasida, turli ilmiy tekshirish ishlarida (masalan lazer nurlarini moddalar bilan tasirlashishini urganishda) lazerli xirurgiya va boshqa ishlarda qo`llaniladi.