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

61- rasm. Buyoq lazerning azot lazeri bilan damlash sxemasi. 1-bo’yoq eritmasi solingan idish,2-rezonator ko’zgusi, 3-difraksion panjarasi,4-teleskop,5-silindrik linza, N₂ -azot lazeri
Bo’yoq lazeri optik damlash vazifasini bajaruvchi azot lazeridan, bo’yoq eritmasi joylashgan kyuvetadan, teleskopdan, difraksiya panjarasidan va yassi shisha plastinadan tashkil topgan. Azot lazeridan chiqayotgan ultrabinafsha nur bo’yoq eritmasi kyuvetasiga silindrik linza yordamida fokuslanib, optik damlashni ta’minlaydi. Eritma joylangan kyuveta kvarsdan yasalgan. Rezonatordagi teleskopning vazifasi lazer kyuvetasidan chiqayotgan tor dastali lazer nurini kengaytirib, sochib difraksion panjaraning keng qismiga tushirishdan iborat. Difraksion panjara dispersiyali rezonatorni hosil qiladi. Difraksion panjara o’z o’qi atrofida silliq buralib, o’ziga tushgan majburiy nurlanishning to’lqin uzunligini tanlab va difraksiyalantirib lazer kyuvetasiga yo’naltiradi. Difraksion panjara ge­nerasiya davomida o’z o’qi atrofida kichik burchakka silliq burilib, generasiya chastotasini o’zluksiz o’zgartiradi.
Difraksion panjarali selektiv rezonatorning ishlash jarayonini qaraymiz. Dif­raksiya panjarasi avtokollimasion rejimda va birinchi tartibda ishlaydi. Panjaraga tushgan yorug’lik difraksiyalangandan keyin yana iziga qaytsa, avtokollimasiya rejimi deyiladi. Shu rejimdagi difraksiya sharti quyidagicha bo’ladi:
, (2.5.1)
m - difraksiya tartibi, d –difraksiya panjarasining davri, φ – difraksiya burchagi. Burchak dispersiyasi:
. (2.5.2)
Difraksion panjarali rezonatordan chiqqan lazer nurlanishining spektral kengligi qњyidagicha aniqlanadi:
. (2.5.3)
Dafraksiya panjaraning ajrata olish qobiliyati qњyidagiga teng:
, (2.5.4)
N – generasiyada qatnashayotgan difraksiya panjarasining chiziqlar soni. Bu formuladan Δ ni topamiz:
, (2.5.5)
yoki
. (2.5.6)
Difraksiya panjarasining chiziqlari soni N, rodamin bo’yoq lazerining to’lqin uzunligi =600nm, difraksiya tartibi m=1. Teleskop yordamida difraksion panjaraning yo`zini yoritayotgan yorug’lik dastasining o’lchami D₁ 61-rasmda keltirilgan sxemadan topsak:
D₁=D₀cosφ (2.5.7)
, (2.5.8)
, (2.5.9)
D₀–difraksion panjaraning chiziqlari o’rnatilgan qismning uzunligi d=1/1600mm, D₀=30mm, D₁=25mm bo’lsa, lazer nurining spektral kengligi teng bo’ladi.
Keyingi yillarda bo’yoq lazeri rezonatorida teleskop o’rnida prizmali kengaytiruvchi samarali ravishda qo’llanilmoqda. Prizmali kengaytiruvchining teleskopga nisbatan ustunligi bor. Prizmaning yonlariga dielektrik qatlam o’rnatib, prizma yonlaridan yorug’likning qaytishini kamaytirish mumkin. Prizmaning yonlariga Bryuster burchagi ostida nur yuborib, lazer nurining to’la o’tishini ta’minlash mumkin. Prizmalardan yorug’likning qaytishini kamaytirish lazer nurlanishidagi yo’qotish koeffisiyentini kichiklashtirishga olib keladi va generasiyaning effektivligi oshadi.
62-rasmda prizmali kengaytirish asosida ishlaydigan dispersiyali bo’yoq lazerining sxematik ko’rinishi ifodalangan Rezonatorda yassi to’lqinni hosil qilish uchun bitta sferik linzani rezonatorga kiritilali. O’sha linzadan keyin oltita uch yonli shisha prizma o’rnatiladi. Prizmalarga kiruvchi yorug’lik dastasining diametri D quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
, (2.5.10)
a –lazer kyuvetasidan chiqayotgan nur dastasining radiusi, f –linzaning fokus masofasi (odatda a=0,1mm; λ=600nm). Qutblangan lazer nuri bitta uch yonli prizmadan o’tishida nurning chiziqli kattalashishi sxematik ravishda 62- rasmda ko’rsatilgan. Lazer nuri prizmaga Bryuster burchagi ostida tushadi.