7-ma’ruza gaz lazerlari. Geliy-Neon, korbanat angidrid va azot lazerlari
Yüklə 1,5 Mb.
|
|
Metal bugli lazerlar.Bunday lazerlarni aktiv elementi vazifasini kuyidagi metallarni buglari bajaradi.
Sn - Qalay Pb – Qo`rgoshin Zn - rux Cd - kadmiy Se - selen Bularni ichida eng keng tarkalgani kadmiy va selen buglaridan tayorlangan lazerlardir. Kadmiy (Cd) bugi ishlatilishda uzluksiz rejimda generasiya olish mumkin bo`lib u chikarayotgan intensiv chiziqlarining tulkin uzunligi 1 = 441 va 2 = 325 nm buladi. 2 = 325 nm - da generasiyalanishi aloxida urin tutadi. chunki u spektri ultrabinafsha oblastiga tugri keladi. Selen (Se) bugu 19 ta tulkin uzunligi ega bo`lib, bulardan kupchiligi kurish oblastida joylashgan intensiv chiziqlarni generasiyasini beradi. Bu lazerlar ionli gaz lazerlaridan fark bo`lib 2 ta bir - biridan fark kiluvchi damlash prosessidan foydalanish mumkin. 1. Penningning (ionizasiyasi) ionlantirish. 2. Kayta zaryadlash orkali ionlantirish. Bu prosesslar bir poganali xisoblanadi chunki damlash tezligi ionli gaz lazerlaridagiday I2 - ga emas balki I ga proporsionaldir. Shuning uchun ionli gaz lazerlariga nisbatan metal bugli lazerlarida uzunlik birligiga tugri keluvchi tok zichligi va elektr quvvati kam talab kilinadi. Penningni ionizasiya prosessini kuydagi sxematik tarizda ifodalash mumkin. A* + V A + V+ + e (2.4.4) bunda V+ - (ion) oxirgi xolatdagi ion uygongan xam yoki uygonmagan xam bo`lishi mumkin bunday prosess fakat uygongan A* atomni energiyasi A* V atomni uygotish va ionlashtirish uchun kerak bulgan energiyadan katta yoki teng bulgan xoldagina buladi. Ortikcha energiya elektronni kinetik energiyasini oshirishga ketadi. Agar uygongan xoldagi A* atom metastabil xolatda bulsa ionlashtirish prosessi (xammadan kura) ayniksa effektiv bo`lib utadi. Ionlashtirish energiyasini Piningga uzotish - rezonans uzotish prosessidan farkli bo`lib - bu rezonans bulmagan prosessdir. Bunda fakat uygongan A* atomni energiyasi V atomni ionlashtirish energiyasi bilan uygotish energiyasini yigindisidan katta bo`lishi kerak (agar V atom uygongan xolda kolishi kerak bulsa). Xakikatda uygotishni ortikcha energiyasi chikarilayotgan elektronni kinetik energiyasini oshirishga sarflanadi kayta zaryadlash orkali ionlashtirish prosessini kuydagiga ifodalash mumkin. A* + V A + (V+)* Bunda A atomni ionlashtirish energiyasi, V atomni ionlashtirish va uygotishga ketadi. Bu xolda elektron chikarish bulmas ekan - prosess rezonansli buladi; A atomni ionlashtirish energiyasi V atomni ionlashtirish va uygotish energiyalarini yigindisiga teng buladi. Agar A+ - ion metastabil xolatda bulsa bunday prosess juda effektiv utadi (ya’ni u katta yashash vaktiga ega bulsa). Damlashni asosiy mexanizmlarini karaylik endi yana eng keng kulaniladigan He - Sd (geliy - kadmiy) va Ne - Se (geliy - selen) lazerlar bilan tanishamiz. Kadmiy lazerni damlash asosan Penning ionlashtirishi orkali amalga oshar ekan. Galiyning 21S va 23S metastabil xolatlari Cd+ ionini 2D3/2 va 2D5/2 xolatini yoki 2R3/2 va2R1/2 xolatlarini uygotishi mumkin. Uygotish prosessi rezonansli bulmasa, xam D xolatining uygonish kengli R xolatnikiga nisbatan 3 marta keng buladi. D xolatdan yashash davri 10-7s bo`lib u R xolatnikidan (10-9-s) dam juda kup marta katta shuning uchun xech qanday kiyinchiliksiz D va R satxlar urtasida inversion joylashish xosil qilish munkin. Lazerni generasiyasini 2D3/2 2R1/2 ( = 325 nm) va 2D5/2 2R3/2 ( = 441,6 nm) utishlarda olindi. Bu vaqtda (bunda) Sd+ ionli nurlanish relaksasiyasi xisobidan asosiy 2S1/2 xolatga o`tadi. Ne -Se (neon - selen) lazerida Se+ - selen ionini yuqorigi lazer satxini (ya’ni seleni ionizasiya va uygotish energiyalarini ygindi) 25 ev ekan uygotish energiyasi Ne ning (geliyning) metastabil xolatinikidan katta. Shuning uchun yuqorigi lazer satxiga damlashni fakat ionlashtirish prosessini kayta zaryadlash orkali amalga oshirish mumkin (Ne - ioni xakikatdan 25 ev energiyaga ega). Ne+ ionini yashash davri katta bulganligi uchun bu prosess juda effektiv xisoblanadi. Metall bugli lazerlarni trupkasini konstruksiyasini geliy - neon lazerini trupkasini konstruksiyasidan diarli katta fark kilmaydi. Fakat trupkani anod yonida, ichida metall joylashtirilgan kichkina rezirvuar (idish) bo`lib, u trupkada yetarlicha metall buglarini bosimini xosil qilish vazifalarini bajarish. Bu rezervuar yetarlicha yuqori temperaturaga 2500s gacha kizdiriladi. Metall buglari razryad buladigan oblastiga kirgandan keyn uning atomlarini bir kismi ionlashib katot tomonga karab xarakatlanadi. Razryad yetarlicha kuchli issikli beradi shuning uchun metal buglari trupkaning devorlarida kondensiyalanib kolmaydi. Lekin metall buglari katod yakinida kondensasiyalanadi chunki katod yakinida razryad bulmaydi shuning uchun (u yerda) temperatura past buladi. Natijada anod tomonidan katodga karab metal buglari uzluksiz (utib turadi) okib turadi. Bunday okib turishga kataforazim deb aytiladi. Trupka uzok mudat ishlab turishi uchun trubkada yetarlicha kadmiyning zapasi bo`lishi kerak. Bir gram kadmiy 1000 soatgacha yetadi. Geliy - kadmiy va geliy - selen lazerlarini quvvati 50 100 mVT. Bu lazerlar quvvat jixatidan geliy neon (quvvati bir necha millivat) va argon Ar+ lazerlarini (bir necha vatt) oroligida joylashadi. Geliy - kadmiy lazeri uncha quvvati kuchli bulmagan yorugliklar talab kilinmaydi kuk va ultrabinafsha yorugliklar kerak bulganda juda kup kulaniladi, ilmiy ishlarida masalan kombinasion sochilishida, fluorissensiyada, faksimilsiz ishlardi (kul yozma, xujjat yoki imzolarni aynan tiklashda boshqacha aytganda nusxa kuchirishda) va boshqa ishlarda. Yüklə 1,5 Mb. Dostları ilə paylaş:
|