Bərk ciSİMLƏRİN İSTİLİk tutumu

LAZER ŞÜALARI VƏ ONLARIN TƏTBİQLƏRİ.
HOLOQRAFİYA.
Optik kvant generatorlar (OKG), yaxud lazerlər keyfiyyətcə yeni işıq mənbələri olub, bir çox əhəmiyyətli xassələrə malikdir. «Lazer» sözü (ingiliscə light amplification by stimulated emission of radiation) ifadəsinin baş hərflərindən tərtib olunmuşdur. Bu ifadənin tərcüməsi belədir: «İşığın məcburi şüalanma vasitəsilə güclənməsi». Lazerin iş prinsipi, atom və molekulların kvant xassəsinə(enerji səviyyələrinin diskretliyinə) əsaslanır. Kvant generatoru sözü də bununla əsaslandırılır.
Lazerin quruluş və iş prinsipi ilə tanış olanadək işığın maddə ilə qarşılıqlı təsirinin bəzi məsələlərinə nəzər salaq.
Buger-Lambert qanunu. İntensivliyi I0 olan ν tezlikli monoxromatik müstəvi işıq dalğasını bircins maddə təbəqəsi üzərinə yönəldək. İşıq seli en kəsiyinin sahəsi vahid olan dx qalınlıqlı təbəqədən keçdikdə intensivliyin azalması düşən işığın intensivliyi və uducu təbəqənin qalınlığı ilə mütənasibdir:

Burada α maddənin udma əmsalıdır. Bu ifadəni sıfırdan l-ə qədər inteqralladıqda

alınır. Burada I_l qalınlığı l olan uducu təbəqədən çıxan işığın intensivliyidir. Bildiyimiz kimi, bu ifadə Buger-Lambert qanunu adlanır.

Klassik xətti optikada α müsbət kəmiyyətdir və düşən işığın intensivliyindən asılı deyildir. Şəkildən göründüyü kimi, işıq udma əmsalı müsbət olan maddədən keçdikdə onun intensivliyi azalır, yəni mühitdən keçərkən işıq udulur. Bu halda I-nin x-dən asılılıq qrafiki şəkildə göstərilmişdir. α= 0 və α< 0 hallarındakı uyğun asılılıqlar da həmin şəkildə göstərilmişdir. Bu asılılıqdan göründüyü kimi, α< 0 olduqda mühitdən keçən işıq udulma əvəzinə güclənər. Bu hadisəmənfi udulma adlanır. Görəsən, real mühitlərdə mənfi udulma mövcuddurmu? Müəyyən olunmuşdur ki, belə udulma yaratmaq olar.

Mənfiudulma. 1939-cu ildə ilk dəfə rusiyalı alim V.A.Fabrikant mənfi udulma əmsallı mühit yaratmaq qaydasını müəyyən etmişdir. Fabrikant mənfi udulma yaradan mühitin xassələrini araşdırmaqla işığı gücləndirmə prinsipini də təklif etmişdir. Fabrikantın bu ideyası, onun 1951-ci ildə kəşf üçün aldığı mükafatda və müvafiq müəlliflik şəhadətnaməsində öz əksini tapmışdır. Buna oxşar ideyanın spektrin radiotezlikli oblastında reallaşması rus alimləri N.Q.Basov A.I.Proxorov və amerikalı alim Ç.Taunsun işləri ilə əlaqədardır.
Mühitin udma əmsalının mənfi olma şərtini müəyyən etmək tələb olunur. Bu məsələni həll etmək üçün işığın bir-biri ilə kimyəvi reaksiyaya girməyən atomlardan ibarət sistemdən keçməsi zamanı baş verən prosesləri nəzərdən keçirək. Atomun enerji səviyyələrinin xətlərdən ibarət olduğunu fərz edək. Bu o deməkdir ki, atomun hər halındakı enerji müəyyən bir qiymət alır və enerji səviyyələri arasındakı optik keçidlər zamanı monoxromatik işıq şüalanır, yaxud udulur. Əslində belə deyildir: atomların enerji səviyyələri xətti olmayıb, müəyyən enə, məsələn ΔΕ1, ΔΕ2 enlərinə malikdir. Belə olduqda, Borun tezliklər şərtinəəsasən, atom bir haldan digər hala keçərkən şüalanma (yaxud, udulma) bir tezlikdə deyil, müəyyən Δν tezliklər oblastında baş verir. Δν –intervalı, keçid baş verən enerji hallarının enləri ilə müəyyən olunur. Lakin, biz məsələni bir qədər sadələşdirək. Qəbul edək ki, atom Ε1 vəΕ2 kimi diskret enerji hallarında ola bilər. Ε1 və Ε2 dedikdə, biz müvafiq enə malik enerji hallarının ortasına uyğun gələn səviyyələri başa düşəcəyik.

Atomlarla elektromaqnit şüalanmasının qarşılıqlı təsiri zamanı bir-birinə əks istiqamətdə iki proses baş verir:
1. Enerjisi Ε₁ olan əsas haldakı atom hν = Ε₂ –Ε₁ enerjili xarici şüalanmanı udaraq əsas haldan həyəcanlanmış Ε₂ halına keçir. Belə keçidin ehtimalı B₁₂ Eynşteyn əmsalı ilə düz mütənasibdir. Bu proses udulma prosesidir.
2. Enerjisi Ε₂ olan həyəcanlanmış haldakı atom hν = Ε₂ –Ε₁ enerjili xarici şüalanmanın təsiri ilə Ε₁ əsas halına məcburi keçir. Belə məcburi keçid nəticəsində atom hν = Ε₂ –Ε₁ enerjili kvant şüalandırır. Belə prosesin baş vermə ehtimalı B₂₁ Eynşteyn əmsalı ilə düz mütənasibdir. Bu proses məcburi şüalanma prosesidir.
Bu iki prosesdən fərqli olaraq atomlarda daha bir proses baş verir: enerjisi Ε₂ olan həyəcanlanmış haldakı atom özbaşına (spontan) Ε1əsas halına keçməklə hν = Ε₂ –Ε₁ enerjili kvant şüalandırır. Belə prosesin baş vermə ehtimalı A21 Eynşteyn əmsalı ilə düz mütənasibdir. Bu proses spontan (özbaşına)şüalanma prosesidir. Düşən işığın atomlarla qarşılıqlı təsiri ilə heç bir əlaqəsi olmayan özbaşına keçidlər nəticəsində alınan şüalanma lazer şüalanması intensivliyinə nəzərə alınacaq dərəcədə təsir göstərmədiyindən, yekun intensivliyin hesablanması zamanı özbaşına keçidlərin təsiri nəzərə alınmır.
Beləliklə, həcmi spektral sıxlığıw(ν) olan monoxromatik paralel işıq dəstəsinin, qalınlığıdx, en kəsiyinin sahəsi isə vahid olan maddə təbəqəsindən keçməsi zamanı intensivliyin dəyişməsi

Burada n₁ vən 2, uyğun olaraq, Ε₁ və Ε₂ hallarında olan atomların vahid həcmdəki saylarıdır. Termodinamik tarazlıq halında n₁ və n₂ Bolsman paylanmasına görə belə təyin olunur:

Burada, n0 atomların vahid həcmdəki sayıdır. sağ tərəfindəki birinci hədd dx qalınlıqlı maddə təbəqəsini keçərkən udulma hesabına işığın intensivliyinin azalmasını, ikinci hədd isə məcburi şüalanma hesabına intensivliyin artmasını ifadə edir. Həmin düsturda B₁₂ =B₂₁ və ) I=υw (ν olduğunu nəzərə alsaq,

alınır. Burada, υ işığın baxılan mühitdəki yayılma sürətidir. Eynşteyn əmsalları arasındakı

əlaqəsini, həmçinin υ≅ c olduğunu nəzərə aldıqda

Enerji səviyyələrinin eninin nəzərə alınması. İfadəsini enerji səviyyələrinin sonsuz dərəcədə ensiz olduğu hal üçün çıxardaq. Bu halda, Ε₁→Ε₂ keçidinə uyğun gələn udma zolağı elə ensiz olur ki, həmin ensiz udma zolağı (praktik olaraq udma xətti) hüdudunda ) w (ν spektral həcmi sıxlığını sabit qəbul etmək olar. Lakin bildiyimiz kimi, enerji səviyyələri sonsuz kiçik enə malik deyildir, onlar müəyyən Δε eninə malikdir. Ona görə də, yaranan spektral xətlər müəyyən kontura malik olur. Hesablamalarda real mövcud olan belə konturun varlığı nəzərə alınmalıdır. Kontur hüdudunda müxtəlif tezlikli xətlər müxtəlif cür udulduğuna görə, dν tezlik intervalında ikinci səviyyədən birinci səviyyəyə özbaşına keçid üçün Eynşteyn əmsalıa d₂₁ (ν)ν olur. Oxşar qayda ilə məcburi keçid ehtimallarını b₂₁ (ν)w(ν)dν və b₁₂ (ν)w(ν)dνkimi təyin olunur.
Daxil etdiyimiz diferensial əmsallarla inteqral Eynşteyn əmsalları (A₂₁, B₂₁, B₁₂) arasında müvafiq əlaqələr vardır, məsələn

Bu ifadədən göründüyü kimi, A₂₁-in ölçü vahidi san -1 olduğundan a₂₁( )ν- adsız kəmiyyətdir.
İfadəsi bütün zolağa uyğun enerji udulmasını təsvir etdiyindən dν tezlik intervalına uyğun gələn udulma

Bu ifadənin hər tərəfini Idν-yə böldükdən sonra x-ə görə inteqrallasaq

İnteqrallama sabitini başlanğıc şərtdən tapmaq olar. Başlanğıc şərtə görə x=0 olduqda I=I₀ olduğundan


alınır. Bu ifadəni müqayisə etdikdə, udma əmsalı üçün belə ifadə alınır:

Göründüyü kimi, α<0 olması üçün n₁< n₂ olmalıdır. Bu hal (n₁< n₂ halı) mümkündürmü? Bu suala cavab vermək üçün yalnız termodinamik tarazlıq halı üçün doğru olan düsturlarına nəzər salaq. Ε₂ >Ε₁ olduğundan həmişən1> n₂ olmalıdır. Yalnız T→∞ olduqda n₁= n₂ ola bilər. Deməli, termodinamik tarazlıq halında olan sistem üçün α≥0 olduğundan, mənfi udma, yəni güclənmə mümkün deyildir. Mənfi udma almaq üçün n₂ > n₁, yəni həyəcanlanmış haldakı atomların sayıəsas haldakı atomların sayından çox olmalıdır. Atomların enerji səviyyələrinə görə belə paylanmasını invers (tərs) paylanma adlandırırlar.
Səviyyələrin invers məskunlaşması. Sistemi invers hala çevirmə prosesi körükləmə adlanır. Körükləməni optik, elektrik və s. üsullarla icra etmək olar. Optikkörükləməzamanı atomlar, üzərinə düşən işıq enerjisini udaraq həyəcanlanmış hala keçir. Elektrik körükləməsizamanı isə atomlar qaz boşalması prosesində elektronlarla qeyri-elastik toqquşaraq həyəcanlanmış hala keçir. Bununla əlaqədar bir daha Fabrikantın 1939-cu ildə irəli sürdüyü ideyaya nəzər salaq. O, xüsusi molekulyar qarışıqların köməyi ilə bəzi aşağı enerji halları yox etmək üsulu iləinvers məskunlaşma yaratmağı təklif etmişdir.
İnvers məskunlaşma halını bəzən formal olaraq «mənfi temperatur» halıda adlandırırlar. Belə adın verilmə səbəbini termodinamik tarazlıq halında olan sistemin enerji səviyyələrinin məskunlaşmasını müəyyən edən Bolsman qanununa əsaslanaraq izah etmək olar. İfadə olunan həmin qanuna görə

Ε₂ > Ε₁ olduğundan, həmçinin termodinamik tarazlıq halında n₂1 olduğundan T>0 alınır. Lakin termodinamik tarazlıq halının pozulması nəticəsindən 2 >n₁ olan halda T<0 alınır, yəni mənfi temperatur əldə olunur. Doğrudanmı mənfi temperaturmövcuddur? Mənfi temperaturun mövcud olmadığına asanlıqla inana bilərik. Bildiyimiz kimi. Bolsman paylanması yalnız termodinamik tarazlıqda olan sistem üçün doğru olduğundan, onu n₂>n₁ halına, yəni termodinamik tarazlığın pozulduğu hala tətbiq etmək olmaz. Biz isə yalnız termodinamik tarazlıq halı üçün doğru olan Bolsman paylanmasını termodinamik tarazlığın pozulduğu hala tətbiq etdik. Məhz bu səbəbdən n₂ > n₁ halı üçün T<0 aldıq. Deməli, aldığımız mənfi temperatur heç bir fiziki məna kəsb etmir. O yalnız formal olaraq n₂> n₁ olduğunu, yəni invers məskunlaşmanı ifadə edir. Belə mühit, yəni invers məskunlaşmaya malik olan mühit fəal mühit adlanır.
İndi fəal mühitin necə alınması ilə tanış olaq. Sadə mülahizələrdən aydın olur ki, optik körükləmə yolu ilə iki enerji səviyyəsinə malik olan sistemlərdə invers məskunlaşma yaratmaq olmaz.
Doğrudan da, məcburi keçid əmsalları B₁₂ = B₂₁ olduğundan vahid zamandakı E₁→E₂ və E₂→ E₁ keçidlərinin sayı bərabər olur. Deməli, işıq sahəsinin təsiri ilə baş verən E₁→E₂ və E₂→ E₁ məcburi keçidləri atomların İşıq mənbələri enerji səviyyələrinə görə paylanmasını(elektronların atomun enerji səviyyələrində məskunlaşma xarakterini) dəyişdirmir, başqa sözlə (E₁) və həyəcanlanmış (E₂) hallardakı atomların sayı dəyişmir, n₂/n₁=const olaraq qalmaqda davam edir.
Termodinamik tarazlıq halında n₂ < n₁ olduğunu bilirik. İşığın təsiri ilə iki enerji səviyyəsinin nəzərə aldığı sistemdə n₂/n₁ nisbəti dəyişməz qaldığından, yenə dən 2< n1 olur, başqa sözlə invers məskunlaşma yaranmır. Beləliklə, görürük ki, invers məskunlaşma yaratmaq üçün mühitin atomlarının ən azı üç enerji səviyyəsindən istifadə etmək lazımdır.
Üçsəviyyəli sistem vasitəsilə işığın gücləndirilməsi. Üçsəviyyəli sistemin işıqla qarşılıqlı təsirini araşdıraq. Kvantının enerjisi hν=E₂-E₁ olan elektromaqnit şüalanmasının təsiri ilə atomlar E₁ halından E₂ halına keçir. E₂ halındakı atom isə özbaşına E₂ və E₁ hallarına keçə bilər. E₂ və E₁ səviyyələri arasında invers məskunlaşma əldə etmək üçün E₂ halı və E₃ halına nəzərən daha uzunömürlü olmalıdır, yəni

Burada τ₂₁ τ₃₁ və τ₃₂ elektronların müvafiq keçidlərə nəzərən E₂ və E₃ enerji səviyyələrindəki yaşama müddətləridir. Şərtindən görünür ki, invers məskunlaşma əldə etmək üçün atomun E₂ halında orta yaşama müddəti E₃ halında orta yaşama müddətinə nəzərən çox böyük olmalıdır. Adətən 32τ və τ₃₁ təxminən 10^-6 san, τ₂₁ isə 10^-3 san tərtibli olur. XV fəslin düsturuna nəzər salmaqla, şərtini belə də yazmaq olar:

Bu şərtləri ödəyən E₂ halı meta stabil hal adlanır. Belə sistem enerjisi hν=E₃-E₁ olan elektromaqnit şüalanmasının təsirinə məruz qaldıqda, müəyyən müddətdən sonra invers məskunlaşma yaranır, yəni n₂˃n₁ olur.
İnvers məskunlaşmış mühitdə atom özbaşına E₂ halından E₁ halına keçərək (lüminessensiya) tezliyi Bor şərtinəəsasən təyin olunan elektromaqnit dalğası şüalandırır:

Lüminessensiya nəticəsində yaranmış bu kvant invers məskunlaşmaya malik fəal mühit daxilində yayılarkən, düsturuna əsasən işığın intensivliyi artır – işıq güclənir.

düsturundan göründüyü kimi, işığın intensivliyinin daha effektiv artması üçün işığın fəal mühit daxilində yolunu uzatmaq lazımdır. Fəal mühitin ölçülərini dəyişmədən bu tələbi ödəmək üçün işığın bir neçə dəfə eyni bir fəal mühit daxilində bu və ya digər istiqamətlərdə yayılmasına nail olmaq lazımdır. Bu məqsədlə, fəal mühit bir-birinə paralel qoyulmuş iki müstəvi, yaxud sferik güzgü arasında yerləşdirilir. Belə güzgülər sistemi rezonatoradlanır. Gələcəkdə görəcəyik ki, rezonatorun rolu təkcə fəal mühitin daxilində işığın yolunu uzatmaqdan ibarət deyildir. Rezenator, həmçinin yüksək dərəcədə paralel və monoxromatik işıq dəstəsi almaq imkanı verir.
Lazerin iş prinsipi. Fəal maddəsi bərk cisim olan lazer (bərk cisimli lazer) misalında OKG-un iş prinsipi ilə tanış olaq. Fəal mühit qarşıya qoyulan tələbi əsasında seçilir. Konkret olaraq, bu tələbi ödəyən yaqut lazerini araşdıraq. Yaqut kristalı, qəfəsinin bəzi düyün nöqtələrindəalüminiumu üç dəfə ionlaşmış xrom atomu (Cr⁺⁺⁺) iləəvəz olunmuş alüminium oksidindən (Al2O3) ibarətdir. Xromun konsentrasiyası 0,03÷0,5 intervalında götürülür. Çəhrayı rəngə boyanmış yaqut kristalının rənginin tündlüyü xromun konsentrasiyasının artması ilə artır. Xrom ionunun konsentrasiyasının 0,03%-dən 0,5%-ə qədər dəyişməsi zamanı yaqut kristalının rəngi açıq çəhrayıdan başlamaqla tünd çəhrayı rəngədək dəyişir.
Yaqut daxilindəki xrom ionunun enerji səviyyələri şərtini ödəyir:

Belə yaqutdan hazırlanmış silindr (diametri adətən 0,4÷2 sm, uzunluğu isə 3÷20 sm götürülür) rezonatorun güzgüləri (şəkil 17.5.1 və 2) arasında yerləşdirilir. İşığın səpilməsinin baş verməməsi üçün yaqut kristalı yüksək dərəcədə bircins olmalıdır. Həyəcanlandırıcı (körükləyici) mənbə kimi silindr ətrafına spiral şəklində sarınmış körükləmə lampasından istifadə olunur.

Körükləmə mənbəyi impuls rejimində işləyən qaz boşalması lampasından ibarətdir. Lampa, yüksək sabit gərginlikli mənbə rolu oynayan kondensatordan qidalanır.
Kristalın oturacağının üzləri silindr oxuna perpendikulyar hazırlanmaqla yanaşı, yüksək dərəcədə cilalanır. Həmin üzlərə xüsusi gümüş təbəqəsi çəkməklə onlardan rezonator güzgüsü kimi də istifadə etmək olar. Güzgülərdən (yaxud, üzlərdən) biri lazer işığının ondan keçərək çıxması üçün tələb olunan dərəcədə yarımşəffaf hazırlanır.
Körükləmə lampasışüalandırdığı işığın tezliyi ν₃₁=E₃-E₁/h olan (bu tezlik yaşıl rəngə uyğundur) hissəsi körükləməyə, yəni mənfi temperatur halı yaratmağa sərf olunur. Körükləmə nəticəsində E₃ halına keçmiş atomlar öz enerjisinin müvafiq hissəsini kristal qəfəsinə verərək, şüalanmasız E₂ metastabil halına keçir. Həmin atomlar özbaşına λ=694,3 nm dalğa uzunluqlu (qırmızı) işıq şüalandırmaqla, E₂ halından E₁ halına keçə bilər. Yaqut kristalının qırmızı flüoressensiyasıbelə yaranır.
Özbaşına keçid nəticəsində yaranan belə fotonlardan yaqut silindrinin oxuna paralel olmayanları ya birbaşa, ya da güzgülərdən bir neçə dəfəqayıtdıqdan sonra kristal daxilindən çıxır. Silindr oxuna paralel olan hər foton isə oxa paralel yayılmaqla, dəfələrlə rezonator güzgülərindən qayıdır və hər dəfə məcburi şüalandırma yaradaraq özünə tam oxşar olan yeni foton yaradır.

Məcburi keçidlər nəticəsində fotonların sayının zəncirvari sxemlə çoxalması müəyyən ana qədər davam edir. Yaranan şüalanma intensivliyi, rezonatordakı difraksiya itkiləri və rezonatorun yarımşəffaf çıxış güzgüsünün işığı buraxma qabiliyyətindən asılı olaraq müəyyən qiymətədək böyüdükdə, istiqamətlənmiş işıq dəstəsi – lazer şüası qurğudan kənara çıxır.
Güclənməəldə etmək üçün rezonatordan çıxan dalğalar eyni fazalı olmalıdır ki, onların interferensiyası zamanı yekun amplitud ən böyük olsun.
Aydındır ki, bu şərt o zaman ödənir ki, rezonatorun çıxış güzgüsü üzərindəki (həmçinin, fəal mühitin daxilindəki) hər əvvəlki nöqtəyə qayıdan hər dalğa, onun güzgü səthlərindən neçə dəfə qayıtmasından asılı olmayaraq öz əvvəlki fazasına bərabər faza ilə qayıtsın. Bunun üçün dalğanın verilmiş bir nöqtəyə iki ardıcıl qayıtması arasındakı zaman (aydındır ki, söhbət, dalğanın baxılan nöqtədən eyni tərəfə yayınmasından gedir) müddətində yayıldığı yolun uzunluğu, yəni rezonatorun güzgüləri arasındakı məsafənin iki misli ( 2L) bu şərti ödəməlidir:

Burada m = 1,2,3, ..., L rezonator güzgüləri arasındakı məsafədir. Doğrudan da, fazalar fərqi ilə yollar fərqi arasında olduğundan şərtini belə yaza bilərik:

yəni hər dalğa fazaca əvvəlkinə nəzərən 2π qədər gecikir, başqa sözlə, generatordan çıxan bütün dalğalar eyni fazalı olur. Bu isə interferensiya nəticəsində çıxan dalğaların amplitudlarının maksimum olmasını təmin edir.
Generasiya şərti. Verilmiş anda fəal mühitin müəyyən nöqtəsindən keçməklə silindr şəkilli bu mühitin (yaqut kristalının) oxu boyunca sağa, yaxud sola doğru ν tezlikli şüalanma yayıldığını fərz edək. Bu şüalanma mühit daxilində yayılaraq rezonator güzgülərindən biri üzərinə düşərək ondan qayıdır vəəks istiqamətdə ikinci güzgüyə tərəf yayılmağa başlayır. Sonra ikinci güzgüdən qayıdaraq fəal mühitin daxilində 2L qədər yol getməklə çıxdığı ilk nöqtəyə qayıdır. İşığın belə yayılması zamanı enerji itkisi olmadığını qəbul etdikdə onun intensivliyi belə təyin olunar:

Əslində itki həmişə mövcuddur. Güzgülərin qaytarma əmsallarını R₁ və R₂ qəbul etməklə onlarda baş verən enerji itkisini nəzərə aldıqda şüalanma intensivliyi

ifadəsi ilə təyin olunar. Aydındır ki, işığın generasiya olunması üçün məlum olan şərtlərdən əlavə həmçinin I˃I₀ şərti ödənməlidir:

R₁≤1 və R₂ ≤1 olduğundan, riyazi baxımdan əlverişli olan R₁R₂=e^−γ əvəzləməsini (burada γ>0) qəbul etdikdə

Bu bərabərsizlik 2α(ν) L+γ<0 olduqda ödənir.

Bu ifadəni nəzərə aldıqda

Nəticədə rubin lazerinin işləyə bilməsi üçün tələb olunan körükləmə lampasının (bu lampa impuls rejimində işləyir) lazımi gücünü müəyyənləşdirək. Rubinin hər kub santimetrində təxminən 10¹⁹ atom vardır. Generasiyanın baş verməsi üçün bir kub santimetrdəki atomların ən azı yarısı, yəni 5⋅10¹⁸ atom optik körükləmə yolu ilə E₃ enerji səviyyəsinə keçirilməlidir . Hər atomun bu növ keçidi üçün atom E₃-E₁=4⋅10^-12 erg/atom qədər enerji tələb olunur. Bunu nəzərə aldıqda, bir kub santimetrdəki atomları həyəcanlanmış enerji səviyyəsinə keçirmək üçün 2⋅10⁷erg/sm³ qədər enerji tələb olunur. Həyəcanlanmış atomun E₃ səviyyəsindən E₂ səviyyəsinə keçmə müddəti atomun E₂ səviyyəsində yaşama müddətinə (təxminən 2•10^-3san) bərabər, yaxud ondan kiçik olmalıdır ki generasiya mümkün olsun. Beləliklə, rubin lazerinin işləyə bilməsi üçün rubin kristalının hər kub santimetri 2•10^-3san müddətində 2⋅10⁷ erg körükləmə enerji udmalıdır. Bu isə o deməkdir ki, hər kub santimetrin udma gücü 2 kVt tərtibində olmalıdır. Rubin kristalının həcminin 10 sm³ olduğunu qəbul etsək, tələb olunan körükləmə-nin gücü 20 kVt olmalıdır. Rubinə daxil edilmiş xromun enerji zolağı körükləmə lampasının şüalandırdığı işıq enerjisinin yalnız 15 faizini istifadə etməyə imkan verir. Bunu da nəzərə aldıqda, impuls rejimində işləyən körükləmə lampasının gücü təxminən 200 kVt olmalıdır.
Optik kvant generatorlarda üçsəviyyəli sistemlə işığın gücləndirilmə prinsipi hələ 1955-ci ildə N.Q.Basov və A.M. Proxorov tərəfindən verilmişdir. Bu prinsip lazer qurğuları yaratmaq işinin əsasını təşkil etmişdir.
Rus alimlərindən asılı olmayaraq amerikalı alim C.Tauns və onun əməkdaş-ları fəal maddəsi ammiak molekulu olan kvant generatoru yaratmışdır. Rus və amerikan alimlərinin bu işləri kvant elektronikasının güclü inkişafının əsasını təşkil etmişdir. Həmin işlərə görə hər üç alim 1964-cü ildə fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür
Lazerlərin tətbiqləri
Lazer şüalarının çoxlu sayda tətbiqlərindən bəzilərini sadalayaq:
1. Yüksək dərəcədə monoxromatiklik, dəstəşüalarının paralelliyi və lazer şüalanmasının böyük gücə malik olması onlardan elmi tədqiqat işləri aparmaq üçün çox faydalı bir mənbə kimi istifadə etməyə imkan verir.
2. Radiotexnikadan məlum olduğu kimi, vahid zamanda ötürülən informasiya, buraxıcı zolağın eni ilə düz mütənasibdir. Bundan əlavə, ötürülən bu informasiya dalğa uzunluğunun kiçilməsi iləəlaqədar azalır. Ona görə də lazer şüalanması informasiya daşıyıcısı kimi çox əlverişlidir.
Qeyd edək ki, rabitə işinə, yəni lazer şüaları vasitəsilə informasiya ötürmək işinə gəldikdə özünə məxsus texniki çətinlikləri (işıqötürücüləri əldə etmək, yüksək tezliklərdə modulyasiya və demodulyasiya yaratmaq çətinlikləri və s.) yaranır.
3. Lazer şüaları vasitəsilə çox böyük enerjini kiçik həcmdə toplamaq mümkün olduğundan, bir sıra faydalı texniki məsələləri həll etmək olur.
a) çətin əriyən maddələri buxara çevirmək mümkündür;
b) lazer şüaları üçün şəffaf olan qapalı qab daxilində zərif detalları qaynaq üsulu ilə yapışdırmaq mümkündür;
c) bərk maddədən hazırlanmış detallarda çox zərif deşiklər açmaq olur:
d) yüksək temperaturlu plazma almaq mümkündür (Proxorov və Basov
hələ 1968-ci ildə T=10⁸K tərtibli temperatur alaraq lazer şüalarının təsiri ilə termonüvə reaksiyası yaratmışlar);
e) kimyəvi reaksiyanın gedişinə təsir göstərmək mümkündür;
f) canlı orqanizmin xarici səthinə dəymədən orqan daxilində zərif cərrahiyyəəməliyyatı aparmaq olar (lazer şüasını praktik olaraq bir nöqtəyə fokuslamaq yolu ilə göz toru təbəqəsini ayırmaq və onu göz dibi toxumalarına «yapışdırmaq» əməliyyatı icra olunur).
4. Televiziya lazer mikroskopu adlanan qurğu ilə üç min dəfə böyütmə yaratmaq mümkün olmuşdur.
5. Lazer şüaları Yerlə Ay arasındakı məsafəni çox yüksək dəqiqliklə ölçməyə imkan verir.
6. Lazer şüaları ilə atom və molekulları selektiv həyəcanlandırma yolu iləizotoplara ayırmaq mümkün olmuşdur. Doğrudan da, izotop qarışığıtərkibində selektiv həyəcanlanmış atom və molekullar kimyəvi fəallıq əldə edir və kimyəvi reaksiyaya girərək izotopları ayırmaq imkanıİşıq mənbələri yaradır. İzotopları, həmçinin lazer şüaları vasitəsilə atom və molekulları selektiv ionlaşdırma və sonra maqnit sahəsinin təsiri ilə də ayırmaq olar.
7. Lazer şüalarının yüksək dərəcədə koherent olması holoqrafiyada istifadə etmək imkanı yaradır.
8. İfrat böyükgüclü qazodinamik lazerlər metalkəsmə, əritmə və qaynaq işlərində, süni peyklərin uçuşu zamanı onların batareyalarını yenidən doldurmaq işində və s. istifadə olunur.
Lazerlərin çoxlu sayda tətbiqlərindən biri üzərində də qısa dayanaq. Rus alimi N.Q.Basovun rəhbərliyi ilə lazer generatoru (proyeksiya televiziyası üçün lazer ekranı olan elektron-şüa borusu) yaradılmışdır. Bu kineskopda lüminoforlu ekran əvəzinə sahəsi 1sm² olan nazik (qalınlığı 0,001sm tərtibində olan) yarımkeçirici lövhə işlədilir. Həmin lövhə üzrə sürüşən elektron şüası lövhəni işıq generasiya etməyə vəşüalandırmağa məcbur edir. Xəyalın ölçüsü işlədilən yarımkeçiricinin ölçülərindən asılıdır. Bu ölçü kinolent kadrının ölçüsünə bərabər olsa, xəyalı, sahəsi 60m² olan səthə proyeksiyalamaq mümkündür. Xəyalın rəngi seçdiyimiz yarımkeçiricinin növündən asılıdır.
Holoqrafiya
Holoqrafiya (yunancadan tərcüməsi «tam yazma» deməkdir) adlanan bu üsul 1947-ci ildə ingilis alimi Denis Qabor tərəfindən təklif olunmuşdur. Qabor 1971-ci ildə həmin üsula görə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür .
Holoqrafiya üsulu nədən ibarətdir? Cisim haqqında tam məlumatı necəqeydə almaq və sonra bərpa etmək olar?
Musiqi notu mövcud olmadığı dövrdə musiqini, məsələn vağzalı Rast muğamını dəftərə yazmanın və onu istədiyin vaxt musiqi alətlərində yenidən canlandırmanın mümkünlüyünü o zamanlar ağıla gətirmək olmazdı. Holoqrafiyaya aid qoyulan sualı musiqi üçün də qoymaq olardı: musiqini kağıza necə yazmaq və sonradan onu olduğu kimi necə canlandırmaq olar?
Bu iki problem zahirən bir-birinə oxşayır. Bunlardan birinin (musiqiyə aid olan problemin) həlli çoxdandır ki, hamıya məlumdur. Not meydana gəldikdən sonra musiqi problemi öz həllini tapdı. Holoqrafiyanın kəşfindən sonra ikinci problem də öz həllini tapdı. İndi ikinci problemin necə həll olunma məsələsi ilə məşğul olaq.
İlk baxışda oxucuya elə gələ bilər ki, guya holoqrafiya tamamilə yeni bir hadisədir, onun fiziki əsasını indiyə qədər məlum olmayan yeni hadisə təşkil edir. Əslində qətiyyən belə deyildir. Holoqrafiyanın əsasını interferensiya və difraksiya hadisələri təşkil edir. Holoqramma cismin üzərinə düşərək difraksiyaya uğramış dalğaların interferensiya mənzərəsindən başqa bir şey deyildir. Hadisənin əsl mahiyyətinə nəzər salmaqla holoqrafiyanı izah edək.
Cismi ona görə görürük ki, ondan gələn (ya özünün şüalandırdığı, ya da üzərinə düşərək qayıdan) işıq gözümüzə düşərək görmə təsiri yaradır. Deməli, gözümüzə düşən işıq dalğası cisim haqqında bütün məlumatları daşıyır. Bu məlumatlar işıq dalğasının amplitudu və fazası ilə müəyyən olunur. Amplitud işıqlanmanın az, yaxud çox olması haqqındakı məlumatı, faza isə işığın cisimdən çıxdığı nöqtənin bizdən hansı məsafədə yerləşməsi haqqındakı məlumatı daşıyır. Əgər cisimdən gözümüzə tərəf yayılan işıq dalğasını yaza bilsək - «dondura» bilsək və sonra istədiyimiz anda həmin dalğanı «yenidən canlandıraraq» hərəkətə gətirə bilsək cismi əvvəlki yerdə və tamamiləəvvəlki kimi (yəni, özünü birbaşa gördüyümüz kimi) görərik. Elə buna görə də holoqrafiya adlandırılan yeni üsulda əsas məsələdalğanı «yazmaq» və bərpa etmək məsələsidir. «Dalğanı yazmaq» və bərpa etmək üçün, cisimdən səpilərək gələn dalğanın (Cisim üzərinə düşərək ondan səpilən dalğa ikinci dalğa tezliyinin düşən dalğa tezliyinə bərabər olduğu qəbul edilir. Belə xassəyə malik olan qaytarıcı obyektlər Reley səpicisi adlanır) amplitudunu və fazasını «yazmaq» və bərpa etmək lazımdır. IV fəsildəki düsturuna nəzər salsaq (bu düsturda faza və amplitud haqqında məlumatlar vardır) belə imkana malik olduğumuz görünür:

Bu ifadədən göründüyü kimi, interferensiya mənzərəsində intensivliyin
paylanması toplanan dalğaların amplitudlarından başqa həm də onların fazalar fərqi ilə də müəyyən olunur. Deməli, həm faza, həm də amplitud informasiyalarını qeyd etmək üçün cisimdən gələn dalğadan (bu dalğacisim dalğası,yaxudsiqnal dalğası adlanır) başqa, onunla koherent olan ikinci dalğadan (bu dalğadayaq dalğası adlanır) da istifadə etməliyik.
Deyilənlərə əsaslanaraq belə nəticəyə gəlirik: obyektin üzərinə düşərək difraksiyaya uğramış(deməli, həm fazaca, həm də amplituda görə modullaşmış) dalğanı qeyd və sonra bərpa etmək üçün onun məlum fazalı koherent dalğa (dayaq dalğası) ilə interferensiya etməsinə nail olmalı, sonra dayaq dalğasının köməyi ilə yekun interferensiya mənzərəsindən cisim dalğasını bərpa etmək lazımdır.Holoqrafik üsulla şəkilçəkmənin ideyası da məhz bundan ibarətdir. Holoqrafik şəkilçəkmə üsulunu bir qədər ətraflı təhlil edək.
Holoqrafik şəkilçəkmə. Cismin xəyalının bərpa olunması. Adi optik
qurğu vasitəsilə genişləndirilmiş lazer şüası eyni zamanda şəkli çəkilən obyekt və güzgü üzərinə yönəldilir. Güzgüdən qayıdan dayaq dalğası (dayaq dalğası olaraq müstəvi və ya sferik dalğalardan istifadə olunur) və obyekt tərəfindən səpilən cisim dalğası adi fotolövhə üzərinə düşür. Fotolövhədə bu iki dalğanın interferensiyası nəticəsində yaranan interferensiya mənzərəsi qeyd olunur. Bundan sonra fotolövhəni aşkarlamaqla dayaq və cisim dalğalarının toplanması nəticəsində alınmış interferensiya mənzərəsinin fotolövhəyə çəkilmişşəkli alınır. Bu şəkil, yəni holoqrafik üsullafotolövhəyə yazılmış interferensiya mənzərəsi holoqramma adlanır. Obyekt haqqındakı məlumata heç bir dəxili olmayan ayrı-ayrı halqa və ləkələri (işığın obyekt üzərindəki toz dənələrindən difraksiyası nəticəsində meydana gələn) nəzərə almasaq holoqramma bərabər işıqlandırılmış fotolövhəyə oxşayır.

Birinci mərhələ, yəni holoqrammanın yazılması başa çatdıqdan sonra növbə ikinci mərhələyə, yəni holoqrammadan cisim dalğasını bərpa etməyəgəlir. Obyektdən gələn ilkin dalğanı - cisim dalğasını bərpa etmək üçün, yəni obyektin üç ölçülü xəyalını almaq üçün, holoqramma, şəkilçəkmə zamanı fotolövhəni qoyduğumuz yerdə yerləşdirilir. Sonra həmin holoqramma əvvəlcə (şəkilçəkmə prosesində) istifadə etdiyimiz lazer şüası ilə həmin bucaq altında işıqlandırılır. Bu zaman dayaq dalğasının holoqrammadan difraksiyası baş verir. Nəticədə, obyektin bütün xassələrini özündəəks etdirən mövhumi xəyal müşahidə olunur. İşıqlanmanın xəyal boyunca paylanması da obyektin özündə olduğu kimidir. Xəyal bizə o qədər təbii (xəyalın şəklini çəkmək istəsək obyektin özü olduğu haldakına uyğun diafraqma seçməli, obyektin özünə tam oxşayan xəyalın yaxın və uzaq nöqtələrinə baxarkən başımızın vəziyyətini dəyişməklə gözümüzü müxtəlif cür fokuslamalı oluruq) görünür ki, hətta onu əllə qurdalayıb həqiqətən obyektin özü olmasına inanmaqistəyirik. Aydındır ki, belə etmək mümkün deyildir, çünki baxılan halda xəyal holoqrammanı yazdığımız (çəkdiyimiz) anda obyektdən səpilən dalğanın holoqrafik surəti tərəfindən yaradılır.
Holoqrammadan gözümüzə düşən dalğa, obyektin özündən düşən dalğanın eynidir. Müşahidə şəkil göstərildiyi kimi, holoqrammadan sağtərəfdə aparıldıqda, mövhumi xəyaldan başqa, relyefi obyektin relyefinin tərsi olan həqiqi xəyal da alınır. Bu halda həqiqi xəyalı optik cihazdan istifadə etmədən birbaşa gözlə müşahidə etmək çətindir. Holoqrammanı çevrilmiş dayaq dalğası(dəstənin bütün şüaları ilk dayaq dalğası dəstəsinin şüalarının əksi istiqamətində yayılan) vasitəsiləəks tərəfdən işıqlandırsaq obyektin əvvəlcə yerləşdiyi yerdə gözlə birbaşa müşahidə olunan həqiqi xəyalı alınır. Həmin xəyalı linzadan istifadə etmədən fotolövhə üzərində yazmaq (çəkmək) olar.
Adi holoqrammanın pozitivindən (üzərində interferensiya mənzərəsi olan aşkarlanmış fotolövhənin şəkli pozitiv adlanır) və neqativindən (üzərində interferensiya mənzərəsi olan aşkarlanmış fotolövhə neqativ adlanır) bərpa olunan xəyallar eynidir. İlk baxışdan bu eynilik qəribə görünə bilər. Lakin, növbəti paraqrafda holoqramma ilə Frenelin zona lövhəsi arasındakı oxşarlıqdan söhbət gedəndə bu məsələyə aydınlıq gətiriləcək. Hələlik yalnız onu qeyd edək ki, zona lövhəsinin xassəsi onlar üzərindəki qaranlıq və işıqlı hissələrin yerlərinin qarşılıqlı dəyişməsindən asılı deyildir.
Təsvir etdiyimiz ikişüalı holoqrammayazma sxemi (bunu dayaq dəstəsi vasitəsilə holoqrammayazma sxemi də adlandırırlar) 1962-ci ildə E. Leyt və Y. Upatnieks tərəfindən təklif olunmuşdur. İlk lazer holoqramması da məhz 1963-cü ildə həmin alimlər tərəfindən (maili dayaq dəstəsindən istifadə etməklə) alınmışdır. Leyt və Upatnieks sxeminə Qabor sxeminin başqa variantı kimi baxmaq olar. Qabor sxemində həqiqi və mövhumi xəyalları yaradan şüalar, həmçinin meyl etmədən yayılan şüalar (sıfırıncı tərtib şüalar)bir istiqamətdə yayıldığından bir-birinə mane olur. Bundan əlavə, Qabor üsulu ilə, yalnız şəffaf cisimlərin holoqrammasını almaq olar.
Cisim dalğasının bərpası. Elementar hesablamalar göstərir ki, holoqramma, onun yazılmasında (alınmasında) iştirak edən iki dalğadan, yalnız bərpa prosesində iştirak etməyən dalğanı bərpa edir. Bunu isbat etmək məqsədilə fotolövhə üzərinə iki koherent müstəvi dalğa düşdüyünü fərz edək.

Şüaların düşmə bucaqlarını uyğun olaraq i₁ və i₂ ilə işarə edək. Düşən dalğalar koherent olduğundan lövhə üzərində interferensiya zolaqlarından ibarət mənzərə alınır. İxtiyari iki qonşu zolağın, uyğun olaraq, A və B -də yerləşdiyini qəbul edək. A-dan B-yə keçdikdə 1 və 2 dəstələrinin yollar fərqi λ qədər dəyişdiyindən Δd₁+Δd₂=λ olar. Burada, Δd₁=asini₁, Δd₂=asini, aisə iki qonşu zolağın mərkəzləri arasındakı məsafədir.
Bu qayda ilə yazılan holoqramma, sabiti a olan difraksiya qəfəsindən başqa bir şey deyildir:

Lakin qeyd etməliyik ki, lövhənin amplituda görə buraxma əmsalı düşən işığın intensivliyindən xətti asılı olduğunu qəbul etsək, düsturundan göründüyü kimi, alınan zolaqlar sisteminin buraxma qabiliyyəti sinusoidal qayda ilə dəyir.
İndi aldığımız holoqramma (sinusoidal difraksiya qəfəsi) üzərinə onun alınmasında iştirak edən şüa dəstələrindən birini, məsələn 1 dəstəsini yönəldək. Şüanın difraksiya qəfəsi üzərinə düşmə bucağını i, difraksiya bucağını isə β ilə işarə etsək, məlum olduğu kimi, həmin bucaqlar arasında beləəlaqə mövcuddur:

Burada m difraksiya tərtibidir. Sinusoidal difraksiya qəfəsi üçün m=1 və bu səbəbdən sinβ= -sin i olur. Bizim halda düşmə bucağı i₁ olduğundan, i=i₁ yazsaq və =sin i₁+sin i₂ olduğunu nəzərə alsaq sinβ=sin i₂alırıq. Buradan β=i₂ olduğunu görürük. Bu isə o deməkdir ki, holoqramma üzərinə1şüa dəstəsini göndərdikdə 2 dəstəsi bərpa olunur. Holoqramma üzərinə 2 şüa dəstəsini yönəltsəydik 1 dəstəsi bərpa olunar.
Beləliklə görürük ki, holoqramma üzərinə onun alınmasında iştirak edən iki şüa dəstəsindən ixtiyari birini yönəltdikdə digəri bərpa olunur.
Holoqrammayazma prosesində fotolövhənin vəziyyəti. Fotolövhəni prinsipcə dalğaların görüşmə sahəsinin istənilən oblastında yerləşdirmək olar. Məsələn, fərz edək ki 4 vəziyyətində yerləşdirilmiş lövyənin səthinə perpendikulyar yönəlmiş paralel işıq dəstəsi və S nöqtəvi mənbəyindən gələn işıq dəstəsi görüşərək müvafiq interferensiya mənzərəsi ya-

ratmışdır. Belə işıq sahəsində holoqramma yazmaq üçün fotolövhəni müxtəlif vəziyyətlərdə yerləşdirmək olar. Şəkil 8.3-də fotolövhənin bir neçə
vəziyyəti göstərilmişdir (1 –Qabor sxeminə görə yerləşmə, 2 –Leyt –Upatnieks sxeminə görə yerləşmə, 3–«çevrilmiş dayaq dəstəli» ikiölçülü holoqramma, 4- Denisyuk sxeminə görə yerləşmə). Fotolövhənin dalğaların görüşmə sahəsində yerləşdiyi yerdən asılı olaraq alınan interferensiya zolaqlarının forması dəyişir. Denisyuk sxemində dayaq və cisim dalğaları müstəvi üzərinə deyil, həcmdə yazılır - holoqramma qalınlaylı fotoemulsiyaya çəkilir. Belə holoqramma həcmi (üçölçülü) holoqramma adlanır.
Ümumi halda interferensiya zolaqları fırlanma hiperboloid və paraboloid ailələrinin holoqramma müstəvisi ilə kəsişməsindən alınan əyrilərdən ibarətdir. Tələb və məqsəddən asılı olaraq, lövhəni dayaq dalğası mənbəyinə və obyektə nəzərən bu və ya digər vəziyyətdə qoymaq olar. Leyt və Upatnieks mənbələrdən gələn şüaların fotolövhə yerləşən oblastda müəyyən bucaq altında kəsişməsi üçün, fotolövhəni 2 vəziyyətində yerləşdirmişlər. Bu halda həqiqi və mövhumi xəyalları ayrılıqda görmək mümkündür. Denisyuk üsulunda (3vəziyyəti) həcmi holoqramma almaq üçün fotolövhə işıq mənbələri arasında onları birləşdirən düz xətt üzərində onunla müəyyən bucaq təşkil edən istiqamətdə yerləşdirilir. Bu yerləşdirmə üsulu, qalın fotolövhə həcmində bir neçə interferensiya zolaqları almağa imkan verir.
Holoqrammanın kiçik hissələrindən tam xəyalın bərpa olunması. Parallaks effekti. Mövzunun şərhi zamanı gördük ki, holoqrafik şəkilçəkmədə adi fotoqrafiya üsulu üçün saydığımız ilk beş qüsur yoxdur. İndi isə göstərək ki, holoqramma neqativinin müəyyən bir hissəsi sıradan çıxdıqda həmin defektli holoqrammadan alınan şəklin həmin hissəyə uyğun yeri itmir, başqa sözlə holoqrammanın hətta kiçik hissəsi tam şəkli bərpa etməyə imkan verir. Şəkil 8.4-də tam holoqrammadan (ölçüləri5mm×5mmolan ) və holoqrammanın kiçik hissələrindən (qalan üç xəyal ölçüləri, uyğun olaraq, 2,5mm×2,5mm, 1,25mm×1,25mm, 0,5mm×0,5mmölçülü holoqramma hissələrindən) alınan xəyallar göstərilmişdir. Göründüyü kimi, holoqrammanın istənilən kiçik parçasından cismin tam xəyalı bərpa olunur. Bunların bir-birindən yeganə fərqi ondan ibarətdir ki, bu hallarda nisbətən kiçik parçalardan bərpa olunan şəklin keyfiyyəti pisləşir.
Holoqrammanın hətta kiçik hissəsindən tam xəyalın bərpa oluna bilməsi nə iləəlaqədardır? Bu onunla əlaqədardır ki, düşən işığın difraksiyası nəticəsində obyektin hər nöqtəsindən səpilən işıq holoqrammanın bütün nöqtələrinə düşür. Buna görə də holoqrammanın hər kiçik hissəsi bütöv obyekt haqqında məlumata malik olur. Lakin holoqrammanın hər hissəsinə gələn məlumat yazılma prosesində həmin hissəyə uyğun gələn görüş bucağından asılıdır. Deməli, holoqrammanın hər hissəsi obyekti müəyyən görüş bucağı altında bərpa edir. Holoqramma işıqlanmış sahəni iki gözlə görməyi mümkün edəcək dərəcədə böyük olduqda iki xəyal alınır. Bu xəyalların beynimizdə birləşməsi (üst-üstə düşməsi) stereoskopik effekt yaradır. Müşahidəçi holoqrammaya müxtəlif tərəflərdən baxdıqda o xəyalı müxtəlif bucaqlar altında görür. Xəyalın hansı hissəsinin görünməsi müşahidə istiqamətindən asılıdır. Bu asılılıq parallaks effekti adlanır.
Holoqrafik şəkilçəkmə prosesində koherentliyin rolu. İkişüalı holoqrafik şəkilçəkməyə aid bir məsələ üzərində dayanaq. Biz eyni bir lazerdən gələn dəstənin dayaq və cisim dalğalarına bölünmə üsullarından birini təsvir etdik. Lakin dayaq və cisim dalğalarının mənbəyi olaraq müxtəlif lazer mənbələrindən də istifadə etmək olar. Ən vacib şərt odur ki, dayaq və cisim dalğaları koherent olsun ki, onlar görüşdükdə interferensiya mənzərəsi yaransın. Obyekt kifayət qədər böyük olduqda, bu şərtin ödənilməsi üçün mənbədən gələn işıq dalğasının koherentlik uzunluğuna kifayət dərəcədə böyük olmalıdır. Dayaq dalğası ilə obyektin hər hansı nöqtəsindən səpilən dalğa arasındakı yollar fərqinin ən böyük qiyməti istifadə olunan işıq mənbəyinin koherentlik uzunluğundan kiçik olmalıdır. Holoqrafik şəkilçəkmə zamanı lazerdən istifadə olunma zəruriyəti də məhz bununla əlaqədardır. Dediklərimizi nəzərə aldıqda holoqrafik şəkilçəkmə üsulunun lazer mənbələri yarananadək kifayət qədər inkişaf etməməyi aydın olur.