Lazer fizikasi

Kurs ishi tarkibi: Kirish, ikkita bob, xulosa va foydalanilgan adabiyotlar hamda saytlar ro’yxatidan iborat.

I BOB. OPTIK REZONATORLAR TURLARI

1.1. Fabri-Pero rezonatori.
REZONATOR (lotincha resonare - akssado bermoq) ma’nosini anglatib, rezonans hodisasi sodir boʻladigan tebranma tizim hisoblanadi. Rezonatorga tashqi oʻzgaruvchan kuch taʼsir etganda unda majburiy tebranishlar hosil boʻladi. Rezonatorning akustik, elektromagnit va boshqa turlari mavjud. Oddiy akustik rezonatorlarga - tor, kamerton, membrana va boshqalar kiradi. Oddiy elektromagnit rezonator bu tebranish konturidir. Oʻta yuqori chastota (10⁹ — 10¹⁰ Hz) diapazonida berk (hajmiy) rezonatorlar, millimetrli, submillimetrli va optik radiotoʻlqinlar diapazonida ochiq rezonatorlar ishlatiladi. Koʻzgular sistemasidan iborat rezonator optik, kristall plastinkalardan iborat bo’lgan rezonatorlar kvars rezonatorlari deb ataladi. Rezonator musiqa asboblarida, ko’plab texnik qurilmalarda ham qoʻllaniladi.
Hozirgi vaqtda optik rezonatorlarning bir necha turidan foydalaniladi. Quyida ularning, ba’zilari haqida qisqacha to’xtalib o’tamiz. Bu turdagi filtrlarning asosiy elementi vazifasini Fabri-Pero rezonatori o’taydi. U ichki sirti katta aks ettirish qobiliyatiga ega ikkita o’zaro parallel yassi ko’zgulardan tayyorlanadi. Ko’zgular orasidagi masofa L ga teng va kirish yorug’lik nurlanishi chap tomondagi ko’zgu tekisligiga perpendikulyar yo’nalishda tushayotgan bo’lsin (1.1.1-rasm). U rezonator bo’shlig’iga kirib, qisman undan aks etadi. Aks etgan nurlanish chap tomondagi ko’zgudan qayta aks etadi va bu jarayon ko’p martalab qaytalanadi.

1.1.1-rasm. Yorug’lik nurlanishini Fabri-Pero rezonatori yordamida filtrlash
Agar L masofa yorug’lik nurlanishining to’lqin uzunligi X ga karrali bo’lsa, o’ng tomondagi ko’zgudan o’tgan barcha nurlar, ular necha marta aks etgan bo’lishidan qat’iy nazar, bir xil fazali bo’ladi. Bu to’lqin uzunliklari rezonans to’lqin uzunliklari deb ataladi.
Fabri-Pero rezonatorining uzatish funksiyasi chastota ning davriy funksiyasi bo’lib, u quyidagi munosabat orqali ifodalanadi:
(1)
Bunda – yorug’likning ko’zguda yutilishi tufayli sodir bo’ladigan yo’qotishlar; - ko’zgular sirtining aks ettirish qobiliyati, – yorug’likning rezonator bo’shlig’i bo’yicha tarqalish vaqti.
1.1.2-rasmdan ko’rinadiki, Fabri-Pero filtrining xakteristikasi taroq ko’rinishiga ega. Filtming o’tkazish oralig’i (polosasi) munosabatni qanoatlantiruvchi chastotalarda qaytalanadi (bunda -musbat butun son). Filtr amplitudaviy-chastotaviy xarakteristikasining o’tish oralig’i (polosasi)dagi egriligi ko’zguning aks ettirish qobiliyati qanchalik yuqori bo’lsa, shunchalik katta bo’ladi. Agar ikki qo’shni o’tkazish oraliqlari (polosalari) orasidagi oraliqni rezonatorning erkin spektral diapazoni deb atasak, bu dipazondagi optik eltuvchilarning soni shu diapazonning Fabri-Pero rezonatorli filtr o’tkazish oralig’i (polosasi)ning yarim kengligiga nisbati bilan aniqlanadi:
(2)
Bu ifodada R ning qiymati 0,9 + 0,99 oraliqda o’zgaradi deb hisoblasak, erkin spektral diapozondagi optik eltuvchilarning soni N 29 dan 312 tagacha qiymatga ega bo’lishi ma’lum bo’ladi. Biroq bu qiymat muayyan spektr bo’yicha zichlashtirilgan (WDM) tizimning chastotaviy oralig’i (polosasi) bilan mos kelishi kerak. Fabri-Pero filtrining o’ziga xos xususiyati uni qayta sozlash imkoniyatining mavjudligidadir. Filtrni qayta sozlash uchun kattalikni o’zgartirish joiz,
Bunga ko’zgular orasidagi muhitning sinidirish ko’rsatkichi ni yoki masofani o’zgartirish orqali erishish mumkin. masofani mexanik usul bilan o’zgartirish ko’zgularning o’zaro parallelligini buzishi mumkin. Shu sababdan ko’zgularga pyezoelektrik moda mahkamlanib, unga kuchlanish qo’yiladi. Biroq bu yechim yetarli darajada murakkab.

1.1.2-rasm. Fabri-Pero rezonatorli filtrning uzatish funksiyasi
Fabri-Pero rezonatorli filtrlar zamonaviy spektr bo’yicha zichlashtirilgan tizimlarda unchalik keng qo’llanish topmagan bo’lsada, bu turdagi filtrning ish prinsipidan interferensiya hodisasidan foydalanishga asoslangan yupqa pardali dielektrikh filtrlarda foydalaniladi.