Lazer fizikasi

2.3. Lazerlarning turlari, xususiyatlari va qo’llanilishi.

Atom sistemasi orqali tarqalayotgan monoxromatik nurlanish bu sistemada atomlaming bir energetik holatdan ikkinchi holatga majburiy o’tishiga olib keladi. Majburiy o’tishlar natijasida tushayotgan fotonlar yutilishi yoki yangi fotonlarning hosil bo’lishi kuzatiladi. Natijada atom sistemasi orqali o’tayotgan monoxromatik nurlanish intensivligining o’zgarishi ro’y beradi. Atom sistemasi uchun bandlik tushunchasini kiritaylik. Birlik hajmdagi bir xil energetik holatga ega boMgan atomlar sonini bandlik deb ataladi. Ikki energetik sathi mos ravishda 1 va 2 ga teng atom sistemasining bandliklari va bo’lsin. Bu muhit orqali o’qi bo’ylab chastotasi o’tish chastotasiga teng bo’lgan monoxromatik to’lqin tarqalayotgan bo’lsin. Majburiy nurlanish natijasida birlik vaqtda birlik hajmdagi o’tishlar soni ga teng bo’ladi ( -majburiy yutish ko’ndalang kesim yuzasi). Teskari yo’nalishdagi majburiy o’tishlar soni esa bo’ladi. Atom sistemasi qalinlikka ega bo’lsa (2.3.1-rasm), nurlanish intensivligining o’zgarishi ifoda orqali aniqlanadi. Bu kattalikni har bir sathlardagi bandliklar farqi deyish mumkin. bo’lgan holda yuqorigi 2- sathning bandligi - sathning bandligidan katta boiadi, ya’ni ga ega muhit invers bandlikka tga muhit deyiladi (invers- teskari ma’nosiga ega).

2.3.1-rasm. Majburiy nurlanish.

(32)

Bu yerda
(32)
Bu kattalikni har bir sathlardagi bandliklar farqi deyish mumkin. bo’lgan holda yuqorigi 2- sathning bandligi I- sathning bandligidan katta bo’ladi, ya’ni ga ega muhit invers bandlikka tga muhit deyiladi (invers- teskari ma’nosiga ega). Bunday deb atalishining sababi shundaki, termodinamik muvozanat holatida energetik sathlaming bandligi Bolsman qonuniga bo’ysunadi va bo’ladi. bo’lgan muhitda o’tishlar o’tishlar soniga nisbatan ko’proq bo’ladi va bunday muhit orqali o’tayotgan nurlanish oqimi yutilishi natijasida susayadi. U holda yutilish koeffitsiyenti
(33)
qiymatiga ega bo’ladi.
Agar muhitda invers bandlik hosil qilinsa - yutilish koeffitsiyenti manfiy qiymatga ega bo’lib qoladi va muhit orqali o’tayotgan nurlanish uyg’ongan atomlar energiyasi hisobiga kuchayadi. Lazerning faol muhitida o’z - o’zidan nurlanish natijasida tasodifan paydo bo’lgan fotonlar majburiy nurlanish natijasida kuchaya boradi. Invers bandlikka ega muhit faol muhit nomini olgan. Majburiy nurlanish ehtimoli muhitga tushayotgan nurlanish intensivligini oshirish uchun uni qayta -qayta faol muhit orqali o’tishga majbur qilinadi. Buning uchun faol muhitni bir - biriga parallel bo’lgan birinchisining qaytarish koeffitsiyenti 100%, ikkinchisini qaytarish koeffitsiyenti 30 - 40% bo’lgan ko’zgular orasiga joylashtiriladi. Ko’zgular faol muhit uchun musbat qayta bog’lanishni amalga oshiradi. Natijada ko’zgularga perpendikular yo’nalishdatarqalayotgan yassi to’lqin faol muhit orqali ko’p marta o’tadi va har o’tishida kuchayib boradi. Generatsiya hosil bo’lishi uchun faol muhitning kuchaytirishi lazerdagi barcha yo’qotishlardan katta bo’lishi kerak. Generatsiya-bu teskari aloqa mavjud bo’lganda majburiy yorug’lik chiqarish natijasida kogerent elektromagnitik to’lqinlaming hosil bo’lishidir. Bu yo’qotishlar numing muhitda yutilishi va qisman ko’zgular orqali chiqib ketishi bilan bog’liqdir.