R. C. Qasımova, R.Ə. Kərəməliyev

6.5. İon lazerləri 
 
İon qaz lazerlərində yuxarı lazer səviyyəsi elektrik boşal-
masında  elektronlarla  iki  ardıcıl  toqquşma  zamanı  dolur. 
Birinci  toqquşmada  neytral  atomlardan  ionlar  əmələ  gəlir, 
ikinci  toqquşmada  isə  bu  ionlar  həyəcanlaşır.  Beləliklə,  optik 
dolmanı  iki pilləli proses təşkil  edir. Hər bir pillənin effektliyi 
boşalma cərəyanının sıxlığı ilə mütənasibdir. Nəticədə effektli-
yin cəmi cərəyanın kvadratına mütənasibdir. Beləliklə, ion qaz 
lazerləri üçün cərəyan sıxlığı  molekulyar qaz  lazerindən çox –
çox böyük olmalıdır. Arqon ion lazerinin işi ilə tanış olaq.  

 
76
Arqon  lazerinin  əsas  üstünlüyü  spektrin  göy  –yaşıl  (0,45 
÷0,52  mkm)  oblastında  güclü  generasiya  (
3
/
1
sm
Vt
P
xus

) 
verməsidir. 
Həyəcanlaşma  proseslərinin  təhlili  üçün  arqonun  enerji 
səviyyələrini  nəzərdən keçirək. Bu  lazerlərdə  fəal  mühit arqon 
ionlarıdır.  Arqon  inonunun 
5
3p ; 
s
4  və 
p
4
 səviyyələrinə 
baxaq. 
5
3p  səviyyəsi  arqon  ionunun  əsas  səviyyəsidir  və  bu 
halda ion ~16 eV enerjiyə malikdir. 
p
4 -
s
4  lazer keçididir, bu 
keçid  nəticəsində  məcburi  koherent  şüalanma  –generasiya 
yaranır. 
İon  lazerləri  sabit  cərəyanlı  qazboşalma  lazer  növünə 
aiddir. 
Arqon lazerində dörd cür proses baş verir (Şək. 6.7): 
1. Başlanğıc hal –elektron zərbələri nəticəsində neytral arqon 
atomlarının 
ionlaşmasıdır. 
Bu  proses  zərbə  ilə  ionlaşma 
adını 
daşıyır. 
İndi 
də 
dediyimizi  düstur  şəklində 
yazaq: 
e
Ar
e
Ar




 
Arqonun  ionlaşma  potensialı 
böyük 
olduğundan 
(
I
~15eV) 
prosesin 
f.i.ə. 
kiçikdir. 
Bunun 
üçün 
electron temperaturunun
           
 Şəkil 6.7. Arqonun enerji
 
 
e
T  artması məqsədəuyğun olardı.                     
səviyyələri
 
Bu yüksək boşalma cərəyanının  
sıxlığı (~10 A/mm
2
) hesabına əldə olunur. Nəticədə 
K
T
e
3
10

 
və 
3
14
10
~

sm
n
e
 alınır. Onda 


%
13
/
exp
1



e
kT
I

 
olur.  

 
77
2.  Yuxarı  işçi  lazer  səviyyəsi 
p
4
 əsas  halında  yerləşən 
ionları ilə elektron toqquşmaları hesabına dolur. 
 


e
Ar
e
Ar







,  




%
8
exp
2





e
kT
I
E

. 
 
Bu  proses  rezonans  xarakterli  deyil.  Nəticədə  belə  enerjiyə  (
)  malik  olan  aşağı  səviyyələr,  hətta  daha  çox  f.i.ə. 
ilə  həyəcanlaşırlar.  Buna  baxmayaraq  yuxarı  və  aşağı  işçi 
səviyyələrin parçalanma  sürəti  müxtəlif olduğu üçün  inversiya 
təmin  olunur.  Radiasiya  parçalanmasının  ehtimalı
 
p
4  
səviyyəsi üçün bərabərdir: 
1
8
4
10
3
,
1



san
A
p
,     
1
8
4
10
26



san
A
s
.
 
 
Buradan 
san
p
8
4
10



, 
san
s
9
4
10



. 
3. Generasiya fotonun güclü həyəcanlaşmış ionlarla qarşı-
lıqlı təsiri zamanı 
mkm
5
,
0


-də baş verir. 
 
.
.
2
)
(
)
(
gen
gen
h
Ar
Ar
h










,   
%
7
*
*
*
.
3




hey
E
E
E

. 
F.i.ə.  kiçikdir,  çünki  güclü  həyəcanlaşmış  hallardan  istifadə 
olunur (




E
I
E
hey.
). 
4.  Spontan  ultrabənövşəyi  şüalanma  hesabına  aşağı  işçi 
səviyyə  effektli  boşalır.  Bu  proses  zamanı  həyəcanlaşmış 
hissəcik arqon ionunun əsas halına (Ar) keçir: 
 
ub
h
Ar
Ar







)
(
. 
 
Əgər  Ar  ionu  əsas  halda  divarlarla  toqquşma  zamanı 
neytrallaşırsa,  onda  yekun  f.i.ə. 
%
07
,
0
3
2
1







 olur. 
Əslində  arqon  ionların  bir  hissəsi  sürətli  elektronlarla  yenidən 
~31,7
E
eV


 
78
həyəcanlaşa  bilər.  Onda  nəzəri 
.
fakt


 faktiki 


-dan  kiçik  ola 
bilər:  
%
1
)
/(
)
(
2
.








I
E
E
E
fakt


. 
 
%
1
,
0
.

tecr

 olması  neytral  atomlarının  iştirakı  olmadan 
həyəcanlaşma prosesinin mümkünlüyünü təsdiq edir. 
Həyəcanlaşmanın optimal şərtləri mövcuddur: 
p
 təzyiqi-
nin artması ilə həyəcanlaşma üçün əhəmiyyətli olan zərrəciklə-
rin  sayı  da  artır.  Bu  da  cərəyan  sıxlığının  artırılmasına  gətirib 
çıxarır.  Cərəyan  sıxlığı  ilə  temperatur  da  artır.  Lakin  tempera-
turun  artması  divarlarla  toqquşma  zamanı  yaranan  ionların 
parçalanmasına  səbəb  olur.  Boşalma  borusunun  divarlarını 
uzaqlaşdırdıqda  (borunun  diametrini  böyütməklə)  həyəcanlaş-
mış 
halların 
parçalanması 
yavaşıyır. 
Təcrübədə 
const
sm
Pa
d
p
opt




3
 alınır.  Boşalma  cərəyanının  sıxlı-
ğının optimal qiyməti  mövcuddur. Elektronların  sıxlığı  neytral 
atomların  sıxlığına  bərabər  olandan  sonra 
.
at
e
n
n 
 cərəyan 
sıxlığını artırmaq mənasızdır. Bu şərtdən boşalma cərəyanı sıx-
lığının optimal qiyməti i
opt.
 alınır. Vahid uzunluqdan alınan güc 
d-dən  asılı  deyil  və  P
xüs
 
 -dir.  Axırıncı  şərt 
diametri  kiçik 
d  kapilyarlarda  texniki  çətinlik  törədir.  Bu  şərt 
materialların  termodayanıqlılığı  ilə  əlaqədardır  və  yalnız 
impuls  rejimində  və  böyük  diametrlər  üçün  ödənilir.  Lakin  bu 
kiloamper  cərəyanının  alınması  ilə  mürəkkəbləşir.  Buna  görə 
də  aksial  maqnit  sahəsinin  köməyi  ilə  kapilyarın  divarından 
boşalmanın  “sıxma” üsulunu tətbiq edirlər. Nəticədə divarlarla 
toqquşma  hesabına  həyəcanlaşmış  ion  hallarının  parçalanma 
sürəti  azaldılır  və  çıxış  gücü  bir  neçe  dəfə  artır.  Lakin  bu 
zaman  lazerin  cəkisi  artır. 
opt
p
 və 
opt
i
 olanda  arqon  lazerin 
güclənməsi 
d
/
10
6
,
6
3


 kimi təyin olunur ki, bu da 
nm
488


 
-də  lazer  rezonatorunun  itkisindən  çox-çox  böyükdür. 
nm
5
,
514


-də isə güclənmə bir neçə dəfə azdır. 
1
/
opt
i
i
Vt m



 
79
Ar  lazerinin  xüsusiyyəti  ondan  ibarətdir  ki,  boşalma 
cərəyanın artması ilə çıxış gücü sürətlə artır. He –Ne lazerindən 
fərqli olaraq arqon lazerində çıxış gücü həyəcanlaşma gücünün 
artması  ilə  böyüyür.  Bu  onunla  əlaqədardır  ki,  inversiyanın 
doyma prosesi yalnız 
.
tecr
opt
i
i

 olduqda olacaq. Buna görə də 
Ar  lazerində  çox  yüksək  çıxış  gücü  almaq  olur.  Fasiləsiz 
rejimdə borunun diametri 1sm olanda çıxış güc 100 Vt -a çatır. 
Şüalanma xəttinin eni ion temperaturu ilə (
K
T
3
10
3
,
3
~

) 
təyin  olunur  və  təqribən  10  QHs  -dir.  Radiasiya  genişlənməsi 
100  MHs  -ə  mütənasibdir,  bu  da  tamamilə 
s
4

 -ə  uyğundur. 
Ar-nun  atom  çəkisi  böyük  və  ion  temperaturu  yüksək 
olduğundan  zərbə  genişlənməsi  radiasiya  genişlənməsinə 
nisbətən 
kiçikdir. 
Deməli, 
qeyri–bircinsli 
genişlənmə 
mövcuddur: 
D


=10  QNs; 




.
birc
D


100  MNs. 
Nəticədə,  uzun  (bir  metrə  yaxın)  lazerlərdə  uzununa  modalar 
arasındakı  məsafə  təqribən  yüzlərcə  MHs  tərtibdə  olur  və  çox 
tezlikli generasiya mövcuddur.  
Ar  lazerinin  qazboşalma  quruluşu  ilə  tanış  olaq.  Cərəya-
nın  sıxlığı  çox  olduğundan  arqon  ionları  katod  istiqamətində 
yığışırlar.  Bunu  ödəmək  üçün  borunun  quruluşunda  qazın 
tərsinə  dövr  etməsini  təmin  edən  dolama  boru  nəzərə  alınmış-
dır.  Kanalda  boşalmanın  qarşısını  almaq  üçün  onun  uzunluğu-
nu  kapilyarınkından  böyük  edirlər.  Kapilyarın  parçalanmasına 
görə  onu  kvarsdan  yox,  Be  -dən  düzəldirlər.  Bundan  başqa 
borunu aksial  maqnit sahəsində  yerləşdirirlər. Bu zaman  boru-
nun  oxu  H  -ın  istiqamətinə  paralel  olur.  Plazmada  yaranan 
Lorens  qüvvəsi  elektronların  divarlara  diffuziya  sürətini  azal-
dır. Nəticədə borunun mərkəzində sərbəst elektronların sayının 
artması  həyəcanlaşmanın  sürətlənməsinə  səbəb  olur.  Bu  da öz 
növbəsində  çıxış  gücünü  böyüdür.  Maqnit  sahəsi  borunun 
mərkəzində  elektrik  yükünü  saxlayaraq  divarların  dağılmasını 
azaldır.  TEM
00
 
generasiyanı  almaq  və  tam  cərəyanı  azaltmaq 
üçün borunun diametri kiçik götürülür (təqribən bir neçə mm). 

 
80
Lakin  divarların  dağılmasının  qarşısını  almaq  və  çıxış  gücünü 
artırmaq  üçün  diametri  böyük  olan  borulardan  istifadə  etmək 
lazımdır.  
Ar lazeri eyni zamanda spektrin göy –yaşıl oblastında bir 
neçə  dalğa  uzunluğunda  generasiya  edir.  Bu  lazerin  ən  böyük 
şüalandırıcı  gücü 
 (mavi)  və 
5
,
514


nm  (yaşıl) 
dalğalardadır.  Fasiləsiz  şüalanma  rejimində 
p
~10  Vt  -a  bəra-
bərdir,  bu  güc  müxtəlif  metallarda  deşik  açmaq  üçün  kifayət 
edir. İmpuls şüalanma rejimində cərəyan sıxlığı çox böyükdür, 
bu  da  güclü  ionlaşma  prosesinə  və  inversiyanın  artmasına 
gətirib  çıxarır.  Nəticədə  yüksək  çıxış  gücü  təqribən  100  kVt-a 
qədər alınır.  
 
6.6. Molekulyar lazerlər 
 
Qaz lazerləri arasında əsas yeri molekulyar lazerlər tutur-
lar,  onlardakı  aktiv  mühit  qaz  molekullarıdır.
 
Molekulyar 
spektrlər  atom  spektrlərinə  nəzərən  əhəmiyyətli  dərəcədə 
mürəkkəbdir,  çünki  molekullarda  elektronla  yanaşı,  sərbəstli-
yin  rəqsi  və  fırlanma  dərəcələri  də  vardır.  Buna  görə  də 
molekulun  tam  enerjisini  elektron,  rəqsi  və  fırlanan  enerjilərin 
kvant  qiymətlərinin  cəmi  şəklində  təsvir  etmək  olar: 
f
r
el
E
E
E
E



 həmçinin 
M
m
M
m
E
E
E
fir
r
el
/
:
/
:
1
:
:

,  burada 
m -elektronun kütləsi, M isə molekulun kütləsidir
. 
Adətən m/M 
nisbəti 10
-5
 tərtibinə malikdir, Е
el
 elektron enerjisinin tərtibi isə 
1eV-dir.
 
Buna  görə  də  Е
r
=10
-1
  ...10
-2 
eV,  bu  da  infraqırmızı 
diapazona  uyğundur,  Е
f
  =10
-3
  ...10
-4 
eV,  bu  isə  mikrodalğalı 
diapazona  və  ya  rəqsi  spektrlərin  xətlərinin  parçalanmasına 
uyğundur. N -atomlu xətti molekul üçün sərbəstliyin rəqsi dərə-
cələrinin sayı 3N-5-ə, qeyri-xətti üçün isə 3N-6-ya bərabərdir.  
İkiatomlu  molekullar,  məsələn  azot  N
2
,  sərbəstliyin  bir 
rəqsi  dərəcəsinə  malikdir,  o,  az  amplitudalar  zamanı  özünü 
enerjinin  kvant  qiymətlərinə  malik  harmonik  ossillyator  kimi 
aparır: 
488 nm
 

 
81
)
2
/
1
(
0


V
E
r


, 
 
Həmçinin  dipol  keçidlər  üçün 
1


V
 seçmə  qaydası  yerinə 
yetirilir,  
0 
tezliyinin qiyməti  isə ossillyatorun məxsusi rəqslə-
rinin  tezliyi  ilə  üst-üstə  düşür.
 
Rəqslərin  böyük  amplitudaları 
zamanı  anqarmonizm  (qeyri  -izoxronluq)  yaranır,  bu  zaman, 
birincisi,  rəqslərin  tezliyi  V  kvant  ədədindən  asılıdır,  yəni 
səviyyələr qeyri -ekvidistantdır, ikincisi, seçim qaydası götürü-
lür  və 
2


V
-ə  malik  keçidlər  əmələ  gəlir,  baxmayaraq  ki, 
az ehtimallıdır.   
Molekulun  fırlanan  enerjisi  də  kvantlaşır.  İkiatomlu 
molekul üçün  
)
1
( 

J
BJ
E
f
. 
 
Burada  J=0,  1,  ...–fırlanan  kvant  ədədi,  B-fırlanma  sabitidir. 
Dipol  keçidləri  zamanı  J=0,  1  seçim  qaydaları  yerinə 
yetirilir.  J=–1-ə  malik  keçid  P-budaqlı  adlanır, 
J=0-a  Q-
budaq,  lakin 
J=1-ə  isə R-budaq uyğundur.  Е
f
<<Е
r
  olduğun-
dan,  adətən  bu  budaqlar  rəqsi  vəziyyətlər  arasında  keçidin 
parçalanmasını əmələ gətirirlər (Şək. 6.8).
           
 
Molekulyar qaz lazerlərin 
işləmə  prinsipi  və  xüsusiyyəti 
digər  qaz  lazerlərindən  fərql-
idir. Molekulyar  lazerlər  mole-
kulun  rəqsifırlanma  səviyyələ-
rinin keçidləri  hesabına  işləyir. 
Molekulyar 
lazerlərin 
bir 
növündə  eyni  bir  əsas  elektron 
halının  rəqs  səviyyələri  arasın-
dakı 
keçidlərdən 
istifadə 
olunur. Onda 
300
5 

gen

mkm      
Şək. 6.8. Rəqsi xəttin fırlanan
 
 intervalında yerləşir. Digər                          
parçalanması
 
növdə isə müxtəlif                               

 
82
elektron  hallarının  rəqsi  səviyyələri  arasındakı  keçidlərdən 
istifadə olunur: 
.
gen

 görünən və UB oblastda yerləşir.
  
Çoxatomlu  molekulaya  sərbəstliyin  çoxlu  dərəcələrinə 
malik  rəqsi  sistem  kimi,  yəni  uyğun  normal  tezliklərə  malik 
harmonik  ossillyatorun  yığımı  kimi  baxılır.
 
Xətti  sistem  üçün 
normal rəqslər bir-birindən asılı deyillər. Anharmonizm,  birin-
cisi, bu ossillyatorları bir-birinə bağlayır, ikincisi, seçim qayda-
sını  aradan  götürür  və  əsas  xəttlərin  harmonikalarının  yaran-
masına səbəb olur.  
Molekulyar qaz lazerləri arasında xüsusi yeri СО
2
 –lazeri 
tutur, o, yüksək çıxışlı gücə (fasiləsiz rejimdə onlarla kilovatt) 
və  əhəmiyyətli  dərəcədə  (30%-ə  qədər)  f.i.ə.-yə  malikdir.
 
Lazerin  şüalanma  dalğasının  9...10  mkm  uzunluğu  atmosferin 
şəffaflıq  pəncərəsinə  düşür.  СО
2
  xətti  molekulası  3  normal 
rəqsə  malikdir:  simmetrik 
valentli  
1
,  ikiqat  cırlaşmış 
deformasiyalı  
2 
və  qeyri  –
simmetrik 
valentli 

3
. 
Uyğun 
vəziyyətləri 
üç 
kvant  ədədləri-  
1

2

3
  ilə 
işarə  edirlər,  bəzən  
2 
rəqsi 
üçün  cırlaşmanı  göstərirlər 
(Şək. 6.9).                     
N
2
 
-un  molekulunun 
həyəcanlanmış 
vəziyyəti, 
demək  olar  ki,  karbon 
qazının  molekulunun  001 
vəziyyəti ilə üst-üstə düşür,          
Şək. 6.9. СО
2
 lazeri
 
bu
 
zaman N
2 
–simmetrik  
homonüvəli  molekulun  həyəcanlanmış  vəziyyəti  uzun  müddət 
qalır  və  qaz  yüklü  olduqda  elektron  zərbəsi  ilə  effektiv  olaraq 
həyəcanlanır.  Aşağı  lazer  səviyyəsinin  010  boşalması  üçün 
sistemə  helium  əlavə  olunur,  He  atomları  toqquşma  zamanı 

 
83
karbon  qazının  həyəcanlanmış  molekulları  ilə  effektiv  surətdə 
enerji mübadiləsi edirlər. 
İlk molekulyar lazer 1965 -ci ildə Patel (ABŞ) tərəfindən 
yaradılmışdır.  Bu  lazer  CO
2
  molekullarının  rəqs  səviyyələri 
arasındakı  məcburi  keçidlər  hesabına  işləyirdi.  CO
2
  qazına  N
2
 
və  He-un  qarışığı  əlavə  etdikdə  CO
2
  molekullarının  iki  rəqsi 
səviyyələrinin  keçidlərindən  alınan  lazerin  f.i.ə.  artır.  CO
2
 
lazeri  molekulyar  lazerlərin  içərisində  xüsusilə  maraqlı,  ən 
güclü  (fasiləsiz  rejimdə 
p
~1  MVt  -dır)  və  effektli  lazerdir 
(f.i.ə. 


15-20%). Gəlin CO
2
 və N
2
 -nin əsas hallarına uyğun 
olan diaqramlarla baxaq (Şək. 6.10). N
2
 –ikiatomlu molekuldur. 
Burada  onun  iki  ən  aşağı  səviyyəsi  verilmişdir.  CO
2
  molekulu 
isə üçatomludur. Ona üç rəqsi  moda,  başqa sözlə  desək rəqsin 
üç növü uyğun gəlir. 
Verilmiş  halda  şüalanma  zamanı  atomun  bir  optik 
elektronu  yox,  bütövlükdə  molekulun  enerjisi  dəyişir. 
Generasiya  iki  qrup  səviyyə  arasında  baş  verir: 
1
00
0
-
0
10
0
 
λ=10.6 mkm və 
1
00
0
-
0
02
0
 

=
mkm
6
,
9
. 
Əslində  isə  əgər  fırlanma  səviyyələrini  nəzərə  alsaq 
generasiya 

=
mkm
6
,
10
 və 
mkm
6
,
9
-da  mərkəzi  olan  iki  xətlər 
qrupundan  ibarət  olar.  Bu  iki 
keçiddə 
yuxarı 
işçi 
səviyyə 
ümumidir. 
1
00
0
 səviyyəsinin 
doldurulması
 
effektli 
həyata 
keçirilir.                              
Doldurma 
proseslərinə 
və 
onların f.i.ə.-na baxaq: 
1.
1


 və 
1
2400



sm
E
                    
Şək. 6.10. CO
2
 və N
2
-nin 
 
olan metastabil N
2
-nin həyə                               
enerji
 
səviyyələri
 
canlaşması iki yolla həyata keçir: 
a)  elektron  boşalmalarının  iştirakı  ilə  aşağıdakı  kimi: 
e
N
N
e





2
2
,  bundan  başqa  b)  yüksək  səviyyələrdən  kas-

 
84
kad  keçidlərinin  “soyudulması”  ilə.  Dipol  yaxınlaşmasında 
1


 -dən əsas hala 
0


 keçid qadağan olunmuşdur, nəticədə 
çoxlu  metastabil  N
2
  molekulları  yığılır.  Molekulyar  sistemin 
həyəcanlaşma prosesinin f.i.ə. tapsaq alarıq: 
 
1
)
/
exp(
1




kT
E

. 
 
Bu  həyəcanlaşmış  səviyyələrin  enerjisinin  (E*)  kiçik 
mütləq  qiymətləri  hesabınadır.  Molekulların  daha  aşağı 
0
10
0
 
və 
0
02
0
 səviyyələrinə  yox, 
1
00
0
 səviyyəsinə  yığılması  onunla 
izah  olunur  ki, 
1
00
0
 –
0
00
0
 keçidi  optik  mümkündür, 
0
00
0
 –
0
10
0
 keçidi isə qadağan olunmuşdur. 
2.  Karbon  qazı  molekulların  yuxarı  işçi  səviyyəsinin 
həyəcanlaşması da  iki  yolla  həyata keçir: a) elektron boşalma-
larının  iştitakı  ilə: 
e
CO
CO
e





2
2
 və  b)  azot  molekulları 
ilə 
rezonans 
xarakter 
daşıyan 
toqquşma 
zamanı: 






2
2
2
2
CO
N
CO
N
.  Buradan  görünür  ki,  karbon  və  azot 
qazlarının birgə istifadəsi təsadüf deyil. Azot molekullarının 

=1,  həyəcanlaşmış  metastabil  səviyyəsi  demək  olar  ki,  karbon 
molekullarının  yuxarı  işçi  səviyyəsi  ilə  üst-üstə  gəlir.  Buna 
görə də azot və karbon qazı molekulları arasında həyəcanlaşma 
enerjisinin  rezonans  ötürmə  şərti  yaxşı  ödənilir.  Başqa  sözlə 
desək  N
2
  -enerji  mənbəyi  (donor)  rolunu  oynayır.  Biz  bu  cür 
oxşar  hala  He  –Ne  lazerində  rast  gəlirik. 
1
2


 (belə  ki, 
1
2
2
18








sm
E
E
E
N
CO
, 
K
T 400

, 
1
280


sm
kT
). Qeyd edek 
ki,  N
2
 
-nin  daha  yüksək  rəqsi  səviyyələri  CO
2
  -nin  münasib 
səviyyələri  ilə  rezonansdadırlar  (
kT
E

).  Həyəcanlaşmış 
2
00
,
,
4
00
0
0



 səviyyələrindən 
1
00
0
 səviyyəsinə  keçidlər 
böyük  sürətlə  xarakterizə  olunur.  Bu  proseslər  nəticəsində 
yuxarı lazer səviyyəsinin dolmasının effektli və yüksək f.i.ə. –lı 
ilə olduğu aydın olur. 
3.  Ücünçü  proses  generasiya  prosesidir.  Həyəcanlaşmış 
CO
2
  molekulu  aşağı 
0
10
0
 və  ya 
0
02
0
 səviyyəyə  düşürsə,  onda 

 
85
uyğun  olaraq  10,6  və  ya 
mkm
6
,
9
-da  generasiya  yaranır.  Bu 
halda f.i.ə. üçün alırıq: 
4
,
0
/
)
(
3







E
E
E

. 
 
4. Aşağı  lazer səviyyələrinin  boşalması ağır  hissəciklərlə 
toqquşma  zamanı  baş  verir.  Ağır  CO
2
  molekulu  yuxarı  işçi 
səviyyəni  dağıtdığı  halda,  yüngül  helium  atomları  aşağı  işçi 
səviyyəni  daha  effektli  dağıdır.  Əsas  hala  qayıdan  CO
2
 
molekullarının köməyi ilə həyəcanlaşıb və yuxarı işçi səviyyə-
yə  qalxıb  yenidən  gücləndirmə  prosesində  iştirak  edirlər. 
Bundan  başqa  heliumun  qaz  qarışığına  əlavə  edilməsi  qazın 
temperaturunu  azaldır,  buna  görə  də  yuxarı  işçi  səviyyəsinin 
relaksasiya  sürətinin  aşağı  salır.  Cəmi 
36
,
0
3
2
1







. 
Təcrübədə  xüsusi  güc  optimal  olmadıqda 
3
,
0
.
tec


 olur.  Xüsusi 
güc üçün optimal şərt ödəniləndə isə 
15
,
0
1
,
0 


, bu da p –n 
keçiddə yarımkeçirici OKG -ın f.i.ə. tərtibindədir.
 
Deməli, qaz qarışığına azotun əlavə olunması yuxarı lazer 
səviyyəsinin daha çox dolmasını,  heliumun  əlavə olunması  isə 
aşağı  səviyyənin  boşalmasını  təmin  edir.  Bundan  başqa  qeyd 
edek  ki,  haqqında  danışdığımız  tərkibində  azot  və  helium 
qazları olan CO
2
 lazeri fasiləsiz rejimdə də işləyə bilər. 
Beləliklə,  işçi  maddəsi 
He
N
CO


2
2
 olan  yuxarıda 
nəzərdən  keçirdiyimiz  lazerlərin  iş  prinsipi  qaz  boşalmasına 
əsaslanmışdır.  Təcrübədə  göstərilmişdir  ki,  karbon  qazına 
CO:N
2
:He=1:3:15 faiz  nisbətində azot və helium  əlavə edəndə 
və  qaz  təzyiqi 
2
CO
p
 və  borunun  radiusu 
0
R  arasında  belə  şərt 
2
CO
p
0
/
3
R
qPa
sm 

 olduqda  lazerdə  çıxış  gücü  optimaldır. 
Bu  zaman  lazerdə  işçi  qaz  qarışığın  tərkibi 
san
m /
1
 sürətlə 
fasiləsiz  dəyişilməlidir.  Qaz  tərkibi  dəyişilməsə  CO
2
  qazında 
kimyəvi  parçalanma  gedir: 
O
CO
CO


2
 (oksigen  və  dəm 
qazına  parçalanma).  Oksigen  qazı  elektrodları  və  borunun 
divarlarını  oksidləşdirərək  borunun  iş  müddətini  azaldır. 

 
86
Kimyəvi  parçalanma 
.
xus
p
 -nin  azalmasına  gətirir. 
2
CO
p
 təzyi-
qin artması f.i.ə. -nı azaldır. Belə ki, CO
2
 
-nın çox hissəsi boru-
nun divarlarına sərf olunacaq, onda temperaturun azalması baş 
verəcək  və  yuxarı  işçi  səviyyədə  hissəciklərin  yığılması 
pozulacaq.  Bu  da  f.i.ə.  -nın  azalmasına  gətirəcək. 
.
bos
i
-optimal 
cərəyan sıxlığı 
2
/
10
sm
mA
 bərabərdir. 
İşçi  səviyyələrin  aşağıda  yerləşməsi  Bolsman  paylanma-
sına  gətirir.  Temperaturun  artması  ilə  yuxarı  işçi  səviyyənin 
parçalanmasının sürətlənməsi və aşağı səviyyənin əlavə doldu-
rulması səbəblərindən  inversiya azalır, sıfıra çatır. Bu çətinlik-
dən çıxmaq üçün həm təcrübədə, həm də nəzəriyyədə borunun 
üfürülməsinin əhəmiyyəti göstərilmişdir. 
CO
2
  lazerində  xəttin  eni  dopler  genişlənməsi  ilə  təyin 
olunur  və  ~50  MHs  təşkil  edir.  Bu  CO
2
  molekulun  ağırlığı  ilə 
əlaqədardır.  Lakin  yüngül  heliumun  əlavə  olunması  toqquşma 
nəticəsində bircinsli genişlənməyə gətirib çıxarır: 
 
hers
sm
n
MNc
He





3
9
10
36
120

. 
 
Genişlənmənin  demək  olar  ki,  bircinsli  xarakterinə  görə 
generasiya  bir  neçə  dəfə  P  -budaq  xətti  üçün  (~4)  yalnız  bir 
uzununa  modada  baş  verir.  Adətən  daha  güclü  generasiya 
P(20),  P(22),  P(24)  firlanma  xətlərdə, 
61
,
10
;
59
,
10


 və 
mkm
63
,
10
-lərdə əldə edilir. 
CO
2
 lazerlərində eyni zamanda generasiya həm 10,6 mkm 
-də,  həm  də  9,6  mkm  -də  baş  verir.  İkinci  keçid  adətən  zəif 
güclənməyə  görə  rəqabət  nəticəsində  yatırılır.  Bu  keçidin  zəif 
güclənməsi 
0
02
0
 aşağı  işçi  səviyyənin 
0
10
0
 səviyyəsi  ilə 
müqayisədə daha çox yüklənməsi ilə əlaqədardır.