O’zbekist

2.5 Ikkinchi garmonikani kuzatish

Garmonika so’zi nemis tilidagi oberton, ya’ni yuqori ton degan so’zdan olingan bo’lib, oberton har qanday murakkab davriy tebranishda asosiy tebranish chastotasidan yuqori bo’lgan qo’shimcha chastotalardagi sinusoidal tashkil etuvchidir. Agar bu qo’shimcha yuqori chastotalar asosiy tebranish chastotasiga karrali bo’lsa, ya’ni asosiy ω chastotasiga karrali 2ω,3ω va hakozo bo’lsa, bu obertonlar garmonikalar deb ataladi. Bu to’g’rida yuqorida batafsil so’z yuritdik.

Ikkinchi garmonikani birinchi bo’lib 1961 yilda amerikalik olim P.Franken kuzatgan. Amaliy nochiziqli optika shu yili boshlandi desa ham bo’ladi. Gaz lazeri ham shu yili, ya’ni 1961 yilda amerikalik fizik A.Djavan tomonidan yaratildi. Rubin kristallida lazerni 1960 yilda amerikalik T.Meyman kashf qilgan edi. Undan keyin lazer texnikasining rivojlanishi nochiziqli optik hodisalarni kuzatishni yanada osonlashtirdi [11].
Franken quvvati 10 Kvt bo„lgan rubin lazeridan foydalandi. To„lqin uzunligi 6943⁰ bo„lgan qizil nur kvars plastinkasiga tushirildi. Undan o’tgan nur spektrografda suratga tushirib olinganda, asosiy nur tasviridan tashqari ultrabinafsha sohada yana bir kuchsiz tasvir (spektral chiziq) hosil bo’ldi. Uning to’lqin uzunligi 3471,5 ⁰ bo’lib, chastotasi asosiy nur chastotasidan ikki marta katta edi. Ammo intensivligi juda past bo’lib, ikkinchi garmonikaning hosil bo’lish foydali
_{ish koeffisiyenti 0,001-0,01 foizlarni tashkil etgan. Keyingi tadqiqotlarda}


¹⁸
FIK oshib borib, 10-20 foizgacha ko`tarildi. Hatto 95 % gacha ham oshishi mumkin, ya’ni ikkinchi garmonika intensivligini yoki quvvatini oshirib borish imkoni paydo bo’ldi [12].

Ikkinchi garmonika intensivligini oshirishning uchta yo’li bor: birinchidan, kvadratik dielektrik^ka katta quvvatga ega bo’lgan lazer nurining tushayotgan bo’lishi; ikkinchidan, kvadratik dielektriklarning o’zi katta ikkinchi tartibli qabul qiluvchanligika ega bo’lgan kuchli chiziqli bo„lmagan muhit bo’lishi; uchinchidan sinxronizm shartining

uzoq masofada bajarilishi yoki kogerentlik masofasi katta bo„lishi kerak, ya’ni 2k₁₌ k₂ yoki    2 bo„lishi,  0 yoki const bo’lishi kerak, ya’ni uyg’otuvchi nur va ikkinchi garmonika to’lqinlarining dielektrik ichida fazoviy tezliklari teng bo’lishi yoki bu to’lqinlar uchun sindirish ko’rsatgichlari teng bo’lishi kerak.
1962 yilda amerikalik olimlar R.Terxyun va Dj.Djordmeyn yorug’likning muhitdagi faza tezligi ^() va (2) yoki muhitning sindirish ko’rsatkichi n() va n(2) faqat  chastotaga emas, bu nurlarning qutblanishiga ham bog’liq ekanligini ta’kidladilar. Qutblanishdan foydalanib   2 sinxronizm shartini uzoq masofada bajarilishiga erishish yoki l_кoг -kogerentlik masofasini juda oshirish
^{mumkinligini isbot qildilar.Ikkilanib singan nurlardan ikkinchisini}
odatdagi bo’lmagan nur deymiz, uning elektr vektori ω^e kristallning bosh kesimida tebranadi, demak, bu nurning kristallda tarqalish
yo’nalishi o’zgarishi bilan ω^e kristallning optik o’qi bilan turli burchak hosil qiladi, demak,fazaviy tezligi o’zgarib turadi, sindirish


¹⁹
ko’rsatkichi n^e ham o’zgarib turadi. Natijada odatdagimas nurning kristall ichidagi to’lqin fronti ellipsoiddan iboratbo’ladi. Kristallning optik o’qi yo’nalishida odatdagi va odatdagimas nurlar to’lqin fronti o’zaro urinib o’tadi, chunki optik o’q Z yo’nalishida, ularning tezligi bir xil bo’ladi. Demak, aytilganlardan ko’rinadiki, n⁰ ωn^e bo’lishi mumkin. Endi quyidagi chizmaga murojaat etamiz. Kristallga tushgan nurdan asosiy nur chastotasidagiω va ikkinchi
garmonikadagi 2ω chastotali nur hosil bo’ladi. Ikkilanib sinish tufayli har birida odatdagi va odatdagimas nurlar hosil bo’ladi. Chizmada nurlarning to’lqin fronti n⁰ va n^e sindirish ko„rsatkichlarining katta kichikligiga asosan chizilgan. Uyg’otuvchi nurning sindirish ko’rsatkichlari [15].

_{5-rasim. Ikkinchi garmonikani kuzatish chizmasi.}
²⁰
Xulosa
Ushbu kurs ishida anizatrop kristallarda ikkinchi garmonika generatsiyasi haqida fikr yuritilgan. Shunday qilib, kuchli lazer nurlari energiyasi ultratovush to’lqini energiyasiga aylanmoqda. Bu hodisa, albatta, elektrostriksiya tufayli yuz bermoqda. Elektrostriksiyani yuqorida ko’rib chiqqanmiz: yorug’likning kuchli elektr maydoni ta’sir etayotgan sohasida muhitni zichlashtiradi. Nurlar uchrashib interferension maksimumlar hosil qilgan sohada, ya’ni yorug’ interferension tekisliklarda zichlashish yanada kuchayadi. Demak, kuchli elektrostriksion bosim hosil bo’lib, bu bosim maydon kuchlanganligi kvadratiga proporsional bo’ladi. Interferension minimumlar sohasida, ya‟ni qorong’u interferension tekisliklarda bu bosim nolga tushib ketadi. Yorug’lik chastotasida tebranishga ulgurmagan molekulalar, interferension manzara tebranishi chastotasida tebranishga ulguradi. Demak, muhit ichida doimiy mavjud bo’lgan zichlik fluktuatsiyasi atom va molekulalarning betartib issiqlik harakati tufayli vujudga kelib, bu fluktuatsiyalarni muhit ichida doimiy mavjud bo’lgan ultratovush yoki gipertovush desak, bu ultratovush tezligi lazer nurlari hosil qilgan interferension tekisliklar tezligi bilan teng bo’lganda rezonans yuz beradi. Shu rezonans paytida yorug’lik to’lqinlari quvvati to’liq ultratovush to’lqinlariga beriladi. Shunday qilib, optik yo’l bilan ultratovush yoki gipertovushni generatsiya qilish mumkin. Bu ultratovush pyezoelektrik kristall sirtida shu tovush chastotasida o’zgaruvchi potensiallar farqini hosil qiladi. Bu hodisani esa qayd qiluvchi elektr uskunalari mavjud bo’lib, ulardan turli maqsadlarda
_{foydalanish mumkin. Masalan, A. Koslerning o’zi shu yo’l bilan}


²¹
santimetr va millimetr to’lqin uzunligidagi elektromagnit to’lqinlar hosil qilishni taklif qilgan.
Lazerlarning yaratilishi insoniyat ilmiy-texnik taraqqiyotining


o‘lkan yutuqlaridan biri desa bo‘ladi. Lazerlar yaratilishining boshlanishi


1916 yilga borib taqaladi. Usha yili buyuk fizik olim A.Eynshteyn birinchi bo‘lib, majburiy nurlanish tushunchasini kiritdi, va nazariy yo‘l bilan majburiy nurlanish uni majburlovchi nurlanishga kogerentligini (mosligini) ko‘rsatadi. 1930 yilda P.Dirak o‘zi tomonidan yaratilgan nurlanishning kvantomexanik nazariyasi asosida majburiy nurlanish va uning kogerentlik xususiyatlarini chuqurroq va aniqroq taxlil qilib, tushuntirib berdi. Lekin bu lazerning yaratilishi uchun yetarli emas edi.
1930 yildan boshlab optik spektroskopiya sohasida ko‘plab ilmiy- tadqiqot ishlari boshlanib ketdi. Bu izlanishlar natijasida atomlar, molekulalar, ionlarning energetik sathlari haqida ko‘plab ma’lumotlar olindi va keyinchalik turli lazerlarning yaratilishida ishlatildi. Bu ishlarga S.E.Frish va V.A.Fabrikant kabi Rossiya olimlari ham o‘z hissalarini qo‘shishdi.
Kvant elektronikasi yoki lazerlar fizikasining rivojlanishida radiofizikanig bo‘limi bo‘lgan radiospektroskopiya muhim omil bo‘ldi. Uning keskin rivojlanishi 1940 yillardan boshlanib, ilmiy izlanishlar yo‘nalishi atom va molekula spektroskopiyasidan tashqari vaqt va chastotaning, ya’ni o‘ta yuqori chastota (O‘YUCH) standartlarini yaratilishga bag‘ishlangan edi. Bu ilmiy izlanishlar natijasida 1950 yillarning boshlarida bir-birlaridan mustaqil ravishda N.G.Basov, A.M.Proxorov (FIAN, Rossiya) va Ch.Tauns (AQSH, Kolumbiya
_{universiteti) tomonidan majburiy nurlanish g‘oyalaridan amalda}
²²
foydalanib, ammiak molekulasida ishlovchi molekulyar kuchaytirgich va generator (Mazer) yaratildi .
Mazer (Maser - microwave amplification by stimulated emission of radiation) - ingliz so‘zlaridagi bosh harflardan tashkil topgan va mazmuni mikroto‘lqinni majburiy nurlanish hisobiga kuchaytirishdir. Shu ishlari uchun ular 1964 yili Nobel mukofotining sovrindori bo‘lishdi.
Kvant elektronikasining rivojlanishi elektromagnit to‘lqinning yangi, infraqizil va ko‘zga ko‘rinuvchi sohalarida kogerent nurlanish olishga yo‘naltirildi. Dunyoning ko‘p ilmiy laboatoriyalarida lazerlar yaratish ustida ish boshlab yuborildi. Bu ishlarning rivojlanishida A.M. Proxorovning kvant qurilmalarida ochiq optik rezanotor sifatida Fabri- Pero ( etaloni) interferometrini qo‘llash g‘oyasi hal qiluvchi omil bo‘ldi.
Birinchi gazli lazer (Laser – light amplification by stimulated emission of radiation – ya’ni yorug‘likni majburiy nurlanish hisobiga kuchaytirish demakdir) 1961 yilda neon va geliy aralashmasida yaratildi. Uzluksiz ish holatida infraqizil sohada to‘lqin uzunligi 1,15 mkm bo‘lgan kogerent nurlanish berdi. 1962 yilda geliy-neon lazerlarida ko‘zga ko‘rinadigan sohada, 0,63 mkm to‘lqin uzunlikli, qizil rangli kogerent nurlanish hosil qilindi. Shundan beri geliy–neon lazeri takominllashib kelinmoqda.