Kvant elektronikasının əsasları

Sərbəst generasiya rejimi.

Adətən yaqut lazeri impuls rejimində işləyir. İmpuls lampası 0,1-1msan müddətində yaqutun yaşıl diapazonuna uyğun E₁→E₃ keçidində xrom ionlarını həyəcanlandırır. Bu halda ikinci udulma zolağının rolunu nəzərə almamaq olar və yaqut lazerinin iş rejimləri üçsəviyyəli kvant sistemində olduğu kimidir (şəkil-1). Həyəcanlanmanın təsiri ilə metaştabil səviyyədəki zərrəciklərin sayı N₂ artır. Həyəcanlandıran impulsun gücünün müəyyən qiymətində generasiya prosesinin başlanması şertləri (inversiya və enerjisi şertləri) ödənilir. Generasiyanın başlanması həyəcanlandırmağa başlanan andan 10-100 mksan gec baş verir. Məcburi şüalanmanın generasiyası zəif spontan şüalanma əsasında başlanır. Generasiyanın başlanğıcında məcburi şüalanmanın gücü azdır və ona görə də həyəcan- landırma mənbəyi həmin məcburi keçidləri kompensasiya edərək E₂ səviyyəsində olan zərrəciklərin sayını artırır. Sonra isə məcburi şüalanma tədricən artır və E₂→E₁ keçidlərinin sayının artması nəticəsində birinci lazer impulsu şüalanır. Nəticədə generasiya şərti də pozulur. Məcburi şüalanma yaradan keçidlərin sayı da azalır. Həyəcanlandırma mənbəyi isə yenidən generasiya üçün tələb olunan şərtləri bərpa edir - növbəti lazer impulsu yaranır və s. Beləliklə, görürük ki, sərbəst generasiya rejimində lazer şüalanması qeyri-müntəzəm impulslar şəklində baş verir. İki qonşu impuls arasındakı zaman intervalı 10^-6 saniyədir (şəkil 2).

İndi kinetik tənliklər metodu ilə yaqut lazerinin iş rejimini araşdıraq. Kinetik tənliklər lazerdə zərrəciklərin inversiyası ilə rezonatorun daxilində yaranan məcburi şüalanma enerji sıxlığını bir-birilə əlaqələndirir. Şəkil 1-də yaqut lazerində baş verən əsas keçidlər göstərilmişdir. Həmin keçidləri nəzərə almaqla generasiya prosesində N₁ və N₂-nin zamandan asılı olaraq dəyişməsi aşağıdakı tənliklərlə ifadə olunur:






Burada A və В - uyğun keçidlər üçün Eynşteyn əmsalları, S₃₂ - qeyri-optik keçidin ehtimalı, u₁₃ və u-uyğun olaraq həyəcanlanma və məcburi şüalanma enerji sıxlıqlarıdır.