Light Amplification by S

---

Lazer

Lazer 

kogerent

 

nurlanish

 chiqaruvchi 

elektr

-

optik

 qurilmadir. Atama 

inglizcha

 "laser"

qisqartmasidan kelib chiqib, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

(

majburiy nurlanish

 yordamida 

yorugʻlikni

 kuchaytirish),

[1]

 deb yoyiladi. Tipik lazer

divergensiyasi past va 

toʻlqin

 uzunligi qatʼiy cheklangan (yaʼni, 

monoxrom

) yorugʻlik chiqaradi.

Lazer (ing . laser; Light Amplifi cation by Stimulated Emission of Radiation — majburiy

nurlanish yordamida yorugʻglikning kuchayishi maʼnosini anglatadigan soʻz birikmalarining

bosh harflaridan olingan), optik kvant generator — ultrabinafsha, infraqizil va koʻzga

koʻrinadigan soha diapozondagi nurlanishlarni hosil qiluvchi qurilma; kvant elektronikadagi

asosiy qurilmalardan biri. Birinchi L. 1960 yilda yoqutda amerikalik olim T. Meyman

tomonidan yaratilgan. Ishi atom va molekulalarning majburiy nurlanishiga asoslangan. L. har

xil energiya (elektr, yorugʻlik, kimyoviy, issiklik va h.k.)ni optik diapozondagi kogerent

elektromagnit nur energiyasiga aylantirib beradi. U 3 element — energiya manbai, aktiv muhit

Lazer bilan tajriba

---

(modda), teskari bogʻlanishdan iborat (agar L. kogerent nurni kuchaytirish uchun xizmat qilsa,

teskari boglanish zarur emas). L. boshqa yorugʻlik manbalardan kogerentligi,

monoxromatikligi, juda kichik burchak ostida yoʻnalganligi bilan, nur kuvvatining katta

spektral zichlikka, juda yuqori tebranish chastotasiga egaligi bilan farqlanadi. Aktiv muhitga

koʻra, L. quyidagi guruhlarga boʻlinadi: 1) qattiq jism va suyuqlikdan tayyorlangan L; 2) gazli L;

3) yarimoʻtkazgichli L. Bulardan tashqari, eksimer, kimyoviy va h.k. L. xillari ham bor. L.da

teskari bogʻlanish optik rezonator (ikki koʻzgu) yordamida amalga oshiriladi. Koʻzgular

orasiga aktiv modda joylashtiriladi. Nur toʻlqini koʻzgulardan qaytib, yana aktiv moddadan

oʻtadi, unda majburiy oʻtishlarni yuzaga keltiradi. Koʻzgulardan biri qisman shaffof boʻlib, u

cheksiz koʻp oʻtishlardan keyin kuchaygan nurni tashqariga chiqib ketishiga xizmat qiladi.

L.ning ishlash tamoyilida atom tuzil ishi muhimdir. Moddalarni tashkil qilgan atomlarni

energetik holatlari (orbitasi) har xil. Pastki orbitada zarrasi boʻlgan atom turgʻun, yuqori

orbitada zarrasi boʻlgan atom beqaror boʻladi. Yuqori orbitada zarra uzoq turmaydi. Maʼlum

vaqt oʻtgach, zarra pastki orbitaga tushib, atom oʻzidan nur chiqaradi. Yuqori energetik

holatlar (orbita) dagi oʻzoʻzidan pastga, yaʼni, energetik turgʻunroq holatga tushmasa, uni

"turtib" tushirib yuborishi mumkin. Buni fanda majburiy nurlatish deyiladi. Togʻ ustidan pastga

yumalatilgan bitta tosh bir necha toshni yumalatib tushirganidek, moddaning bitta zarrasi

turtib yuborilsa, barcha orbitalardagi zarralar qoʻzgʻaladi. Atom chiqargan nur bilan yutilgan

nur koʻshilib, ikkitasi toʻrtta, toʻrttasi sakkizta va h.k. L. nuriga aylanadi. Bu nurlarni kvant

generator (elektr signal kuchaytirgichiga oʻxshab) kuchaytirib, gʻoyat toʻgʻri yoʻnalgan nur

(energiya)ga aylantirib beradi. Energiya manbai (oʻzgarmas tok, yuqori yoki oʻta yuqori

chastotali tok, optik yoki L. nuri, elektron nur dastasi) hisobiga aktiv moddadagi elektronlar

yuqori (uygʻotilgan) sathlarga oʻtib, inversiya holati (elektronlar soni yuqori sath N2 da quyi

sath N, dagiga nisbatan koʻp boʻladi) vujudga keladi. Ularga biror energiya manbai bilan taʼsir

ettirilsa (mas, yorugʻlik nuri), aktiv modda ishga tushadi. Bunda elektronlarga berilgan

energiya bir necha ming marta koʻpayadi va shu onda L. nuri shaklini oladi. Bundan tashqari,

L. nurining qurilmadagi kuchaytirish koeffitsiyenti Kk unda sodir boʻladigan energiya

yoʻqotishlar koeffitsiyenti Ky dan ancha katta (KkJ.) boʻlishi kerak. Shu shartlar bajarilganda

L. nuri generatsiyasi (hosil boʻlishi)ga erishish mumkin.

L. 2 xil ish rejimiga ega. Agar unda uzluksiz energiya manbaidan foydalanilsa, uzluksiz

ingichka nur hosil qilish mumkin. Agar manba impulyeli energiya bersa, L. nur impulslarini

beradi.

Qattiq jismlardan tayyorlangan L.da (mas, yoqutli L.da) 0,05% gacha xrom (Sg3+) ionlari

(aktivator) qoʻshilgan alyuminiy oksid (A12O3) dan tayyorlangan kizil kristall shisha tayoqcha

ishlatiladi. Bunda yoqut silindr shaklida boʻlib, yoqut oʻqining ikki uchiga optik rezonator hosil

qiluvchi koʻzgular joylashtirilgan. Impulsli lampadan chiqayotgan yorugʻlik tebrantirishni

vujudga keltiradi. Lampaning yorugʻligi yoqutga tushganda, xrom ionlari lampadan

---

chiqayotgan radiatsiya spektrining yashil va sarik, qismlarini yutib "uygʻongan" aktivlashgan

holatga oʻtadi. Natijada nurlanishga tayyor aktiv muhit hosil boʻladi va yoqutning oʻqi boʻylab

koʻzguga tik yoʻnalgan jala shaklida koʻpayib boruvchi yorugʻlik kvantlari paydo boʻladi. Yoqutli

L.larda generatsiyalanayotgan yorugʻlikning quvvati 20 kVt gacha yetadi. Ularning f.i.k. 0,1%

dan 10% gacha. L. nuri generatsiyasi aktivatorning energiya sathlari orasidan oʻtishiga bogʻliq.

Unda hosil boʻlgan infraqizil nurning toʻlqin uzunligi >.=0,69 mkm. Qattiq jismli L.lardan

neodim L.ida aktiv modda vazifasini neodim (Nd3+) ionlari qoʻshilgan shisha (CaWO4)

tayoqchadan foydalaniladi. Bu L. L.=1,06 mkm li infraqizil nur chiqaradi.

Suyuq jismlardan tayyorlangan L.da aktiv modda oʻrnida "Rodamin-6J", piranin, tripaflavin va

boshqa ishlati-ladi. Boʻyoqni erituvchi sifatida spirt, atseton, toluol va boshqalardan

foydalanib, aktiv modda shisha kyuvetaga joylash-tiriladi (2rasm). Azot L. yordamida

uygʻotiladigan boʻyoq L.ning sxematik tuzilishi koʻrsatilgan. Gazli L.da [bi-rinchi gazli L. (He-

Ne) aralashmasida amerikalik olim A. Javan tomonidan yaratilgan] aktiv muhit gaz (yoki gaz

aralashmasi)dan boʻladi. Mac, geliy-neon (Ne—Ie)li aktiv muhit geliy va neon gazlar

aralashmasidan iborat (3-rasm). Gaz aralashmasi elektr razryadi bilan aktivlashgan holatga

keladi. Bun-day L.da generatsiya Ne ning sathlar orasidan oʻtishida sodir boʻladi. Bunda 3 ta

toʻlqin uzunlikdagi nur chiqadi: ^.=0,63 mkm (qizil nur), L2=1,15 mkm va X3=3,39 mkm

(infraqizil nurlar). Gazli L.dan (CO2+N2) da X=10,6 mkm uzunlikdagi nur chiqadi. Ionli va

kimyoviy L.lar ham gazli L. hisoblanadi. Ionli L.da aktiv muhit — ionlashgan atomlar, kimyoviy

L.da esa kimyoviy reak-siyalarda "uygʻongan" holatga oʻtgan atomlar boʻladi (ion sathlarda

ishlovchi argon L.i koʻk nur chiqaradi). Oʻzbekiston milliy unti (OʻzMU)ning kvant radiofizika

kafedrasida oʻta yuqori chastota sohasiga oid tranzistorli avtogeneratorlarda ishlovchi

ixcham yengil SO2 L.i yaratilgan.

Yarimoʻtkazgichli mas, GaAs L.larda aktiv muhit yarimoʻtkazgichlardan boʻladi. Bunday L.da

muhit optik va elekt-ronlar oqimi yordamida aktiv holatga keltiriladi. Bu turdagi L.larda lazer

oʻtishlari oʻtkazuvchanlik-valent zonalari va donorakseptor sathlari orasida boʻladi. Bular L.

diodlari deyiladi. Yarimoʻtkazgichli diod qalinligi 0,1 mm va yuzasi bir necha mm2 boʻlgan

kristall plastinkadan iborat (4-rasm). Bu diodlar orqali toʻgʻri tok oʻtkazilganda elektronlar

yuqori zona yoki sathlarga oʻtib, inversiya holati roʻy beradi. Elektronlar quyi zona (yoki

sathlar)ga oʻtganida elektron-kovaklar rekombinatsiyasi natijasida ajralgan energiya hisobiga

L. nuri generatsiyasi kuzatiladi. GaAs L.idan chiquvchi in-fraqizil nurning toʻlqin uzunligi

^.=0,84 mkm. Yarimoʻtkazgichli L.lardan aktiv moddasi CdS (koʻk nur), CdTe (qizil, toʻq qizil

nur — qirmizi), CaSb (qizil; infraqizil nur) boʻlgan L.lar mavjud. Yarimoʻtkazgichli L.larning

tuzilishi sodda, oʻlchami kichik va ular uzoq ishlay oladi.

L.lardagi nur quvvati qattiq jismli L., suyuq jismli L., gazli L. va yarimoʻtkazgichli L. tartibida,

f.i.k. esa yarimoʻtkazgichli L., suyuq jismli L., gazli L. va qattiqjismli L. tartibida kamayib

boradi. Nurning ingichkali-gi (tor burchak ostida yoʻnalgashgagi) gazli L.larda eng yaxshi,

---

yarimoʻtkazgichli L.larda esa eng yomon. Kurilmaning oʻlchamlari, ogʻirligi qattiq jismli L.larda

eng katta, gazli va suyuk, jismli L.larda oʻrtacha, yarimoʻtkazgichli L.larda esa eng kichik. Turli

L.lar nuri ultrabinafshadan tortib, koʻzga koʻrinadigan soha va infraqizil diapazonlarni qamrab

oladi.

L. turli sohalarda keng qoʻllaniladi. Qattiq jismli L.lar lazer spektroskopiyasida, L.

texnologiyasi (qattik, jismlarni qirqish, payvandlash, teshish) da, nochizigʻiy optikada, gazli

L.lar esa chastota va uzunlikni standartlashda, optik sistemalarni sopash, marksheyder

ishlarida, L.lar kimyosida, tibbiyotda; yarimoʻtkazgichli L.lar ixcham, yengil boʻlib, optik aloqa

sistemalarida, audio va video sistemalarida, tunda koʻrish qurilmalarida, maʼlu-motni optik

qayta ishlash va proyeksion L. televideniyesida keng qoʻllanilmoqda. Kimyoviy L.lar atmosfera

tarkibini nazorat qilish sistemalarida ishlatiladi. L.lar kriminalistika, Yer ustidagi uzok,

masofalarda va suv osti optik aloqasida, nur tolali telefon aloqa sistemalarida, L. kompakt-

diski yasashda, xirurgik operatsiyalarda, oftalmologiyada, boshqariluvchi termoyadro

sintezida va h.k. k.da ishlatiladi.

Adabiyot

Mirzayev A. T., Mirinoyatov M. M., Stepanov V. A., Molekulyarnie gazovie lazeri s

poperechnim visokochastotnim vozbujdeniyem, M., 1979; 3 vel to O., Prinsipi lazerov [per. s

angl.], 2-izd., M., 1984.Aʼzam Mirzayev

[2]

Lazer 

lazer moddasi

 va unga energiya yigʻib beruvchi optik chuqurdan iborat boʻladi. Lazer

moddasi sifatida muayyan optik xossalarga va erkin elektronlarga ega modda (gaz, suyuqlik,

qattiqlik) ishlatilishi mumkin. Optik chuqur esa (eng oddiy holda) ikki 

koʻzgudan

 iborat boʻlib,

yorugʻlik ular orasida joylashgan lazer moddasidan oʻtib turadi. Bunda koʻzgulardan biri yarim

shaffof boʻlib, undan lazer nuri sizib chiqadi.