Kvant elektronikasının əsasları

§2.1. Lazerlərin təsnifatı və əsas xarakteristikaları
Lazerləri müxtəlif əlamətlərinə görə müəyyən qruplara ayırmaq olar. Lazerlərdə istifadə olunan işçi maddənin (fəal mühitin) fiziki halına görə aşağıdakı növlərə ayırmaq olar:

-bərk cisim lazerləri;

-qaz lazerləri;

-yarımkeçirici lazerlər;

-maye lazerləri.

Qaz lazerlərində həyəcanlandırma və məcburi şüalanma prosesləri atom, molekul və ionların enerji səviyyələrindən istifadə edilməklə baş verə bilər. Bu halda həmin lazerlər uyğun olaraq atomar, molekulyar və ion lazerləri adlanır. Aydındır ki, atomar və molekulyar lazerlərdə neytral zərrəciklər, ion lazerlərində isə yüklü zərrəciklər-ionlar kvant keçidlərində iştirak edir.

Rezonans sisteminin növünə görə xətti və həlqəvi lazerlər vardır. Həlqəvi lazerlərdə işıq şüası qapalı kontur boyunca yayılır. Bu növ generatorlar həmçinin qaçan dalğa lazerləri adlanır.

İş rejimindən asılı olaraq arası kəsilməyən şüalanma və impuls şəklində şüalanma verən lazerlər vardır.

Şüalanma tezliyindən asılı olaraq infraqırmızı, görünən və ultrabənövşəyi dalğalan diapazonlannda işləyən lazerlər mövcuddur.

Fəal mühitin atomlarının işçi keçid yaradan iki enerji səviyyəsinin vəziyyətinə görə üçsəyiyyəli və dördsəviyyəli lazerlər vardır. Lazerlərin fəal mühitlərinə qoyulan tələblər aşağıdakılardır:

- şüalanma spektral xəttinin eni mümkün qədər kiçik olmalıdır;

- udulma zolağı enli olmalı və həyəcanlandırma mənbəyinin spektral paylanmasının maksimumu ilə üst-üştə düşməlidir;

- qeyri-optik keçidlər hesabına udulan enerji mümkün qədər az olmalıdır;

- metastabil enerji səviyyəsi olmalıdır;

- lazer keçidində lüminessensiyanın kvant çıxışı böyük olmalıdır;

- bərk halda olan fəal mühitlər optik bircins, mexaniki möhkəm və yaxşı istilik keçiriciliyinə malik olmalıdır.

İndi də lazerlərin əsas texniki xarakteristikalarını araşdıraq:

1. Hal-hazırda dalğa uzunluğu 0,23-538 mkm diapazonda yerləşən lazerlər mövcuddur. Optik diapazonda infraqırmızı λ=750-0,75mkm, görünən λ = 0,75 - 0,40 mkm və ultrabənövşəyi λ = 0,40 - 0,005 mkm olan dalğalar yerləşir.

2. Lazerin şüalanma gücü. Arasıkəsilməyən rejimdə işləyən lazerlərin gücü impuls rejimində işləyən lazerlərin gücündən az olur. Ümumiyyətlə şüalanma gücünə görə lazerlər üç qrapa bölünür: Gücü az olan lazerlər (10^-3 Vt), orta güclü (10⁵ Vt) və çox güclü (10⁹ Vt). Qeyd edək ki, lazerin şüalanma gücü və enerjisi bir-birilə şüalanma müddəti ilə əlaqədardır.

3. Lazerin faydalı iş əmsalı onun şüalandırdığı gücün həyəcanlandırmağa sərf olu nan gücə nisbəti ilə təyin olunur. Bərk cisim lazerlərinin f.i.ə. 1- 3,5% , qaz lazerlərinin 1-10% və yarımkeçirici lazerin f.i.ə. isə- 40 - 60% -dir.

4. Lazerin şüalanma spektri generasiya prosesində iştirak edən tezlikler intervalından ibarətdir. Qaz lazerlərində spektral xəttin eni 10⁶ - 10 kHs, bərk cisim və maye lazerlərində 1000 MHs və yarımkeçirici lazerlərində 10000 MHs-dir. Lazer şualanmasının koherentliyi və yayıldıqda dağılma bucağı da onun şüalanma spektri ilə əlaqədardır.