Lazerlarning ishlash prinsiplari

Ko‘p fotonli jarayonlar

Lazer nurlanishining modda bilan o‘zaro ta’siri mohiyati shu nurlanishning xarakterli xususiyatlari: kogerentligigi, monoxromatliligi, ingichka yo‘naluvchanligi, yuqori intensivlikka egaligi va qisqa davomiyligi kabilar hisoblanadi. Aynan shu ko‘rsatilgan xususiyatlari yangi va xilma-xil fizik jarayonlarga asoslangan bo‘lib, uni fizikaning alohida bo‘limi qilib ajratdi. Nurlanish tizimining yutug‘i o‘zaro ta’sirning boshlang‘ich holatidayoq modda o‘zini namoyon qilishidir, ya’ni elementar aktdan moddaga tashqi maydonning bir necha fotonlari yutiladi. Bu jarayon bir fotonli, ya’ni lazerdan boshqa nurlanish manbalari uchun ko‘p fotonli jarayonga aylanadi.

Ko‘p fotonli uyg‘onishlar shunday jarayonki, kvant sistemasida (atomda, molekulada) elektron bog‘langan bir holatdan (boshlang‘ich), tashqi maydonning bir necha fotonlarini yutishi natijasida, boshqa bog‘langan holatga (oxirgi) o‘tadi. Bunda boshlang‘ich va oxirgi holatlar orasida boshqa bog‘langan elektron holatlari yo‘q deb hisoblanadi. Agar shunday holat mavjud bo‘lsa, foton (yoki bir necha fotonlar) yutganda aniq bir o‘tish sodir bo‘lmaydi, foton (bir necha foton) energiyasi bilan o‘tish energiyasi o‘rtasida rezonans bo‘lmaydi, yoki bunday o‘tish tanlash qoidasi bo‘yicha ta’qiqlangan bo‘ladi. Bu qoida nurlanish xususiyatiga va kvant sistemaga bog‘liqdir. 20.4–rasmda ikki fotonli uyg‘onishning prinsipial chizmasi keltirilgan. Elektronning bir bog‘langan holatdan boshqa holatga ko‘p fotonli o‘tishining prinsipial imkoniyati energiya-vaqt noaniqlik munosabati bilan belgilanadi:

. (20.7)

Kvant mexanikasining dastlabki prinsiplariga ko‘ra, bu munosabat, sistema energiyasini o‘lchash aniqligi va sistema energiyasini o‘lchash uchun ketgan vaqt oralig‘i o‘rtasidagi munosabati bilan tushuntiriladi. Ba’zi bir fizik jarayonni aniq namoyish qiladigan ko‘p fotonli yutilish nurlanishlarini qaraymiz.

rasm

6.