Z. M. Bobur nomidagi andijon davlat universiteti

Metall bug’lari aralashmali gaz lazeri. 

Metall 

Yuqori FIK olishda metall bug’li gaz lazerlari alohida o’rin tutadi. Bu holda 

quyi lazer sathli spontan nurlanish hisobiga bo’shamay, balki atom va molekulalar 

 

24 

 

bilan  to’qnashuv  hisobiga  ro’y  beradi.  Ayrim  metall  bug’larining  energetik  asthi 

shu kabi o’tishga imkon beradi. Bu kabi energetik sathli 27 metall kuzatilgan. Ular 

orasida mis va kadmiy bug’lari qatnashgan lazerlarda FIK yuqoriroq bo’ladi. 

Mis bug’li lazerlarda  to’lqin uzunlikdagi lazer nurlanishi olingan. Ularning 

nurlanishining o’rtacha quvvati 43,5 Vt va maksimal quvvati 200 Vt ga etadi. FIK 

esa 1 % ga teng. Bu kabi lazerlar rezonatorsiz yorug’lik dastasini kuchaytiruvchi 

sifatida  qo’llaniladi.  Lazerli  proektsiyalovchi  mikroskop  bayon  etilgan  lazerga 

asoslangan. 

Kadmiy bug’lari aralashgan gaz lazerlarida invers bandlik holati uyg’otilgan 

geliy  atomlarining  energiyasini  kadmiy  atomiga  berish  orqali  amalga  oshiriladi. 

Geliy-kadmiy gaz lazerida uzluksiz rejimda lazer nurlanishi energiyasi quvvati 10-

50 mVt ga etadi. Uning nurlanish to’lqin uzunligi (ko’k soha), (ultrabinafsha soha) 

ga to’g’ri keladi. FIK esa 0,1 % ga etadi. 

Geliy-kadmiyli lazerning ishchi sathlari 1.4-rasmda ko’rsatilgan.  

 

3

1

2S   metastabil  holatdagi  geliy  atomi  energiyasini  kadmiy  atomiga 

to’qnashish  natijasida  berib,  uni  ionlashgan  holga  keltirgach,  so’ng  uyg’ongan 

holatga o’tkazadi. 

kin

E

e

Cd

He

Cd

He













*

*

)

(

 

Bu  holda  ionizatsiya  tezligi 





v

r

r

k



  gazokinetik  kesimdan  kattaroq 

bo’lgan 

)

10

5

,

6

(

2

15

sm

r











 kesim  yordamida aniqlanadi. Agar geliy atomlari 

uyg’ongan  va  metastabil  holatda 

*

He

  bo’lsa,  uning  energiyasi  kadmiyni 

ionlashtirishga  va  uni  uyg’ongan  metastabil  holat 

*

)

(



Cd

ga  o’tkazishga  yetarli 

bo’ladi.  

Razryad  yordamida  uyg’ongan  geliy  atomlari 

3

1

1

0

2

 

 

2

s

va

s

  kadmiyning 

2

2

1

2

2

3

2

2

5

2

2

3

  

,

  

,

  

,

p

p

d

d

  sathlarini  qo’zg’otadi. 

d

-sathning  radiatsion  yashash 

s

7

10



vaqti, 

p

-sathning  yashash  vaqti 

s

9

10



  atrofida  bo’ladi.  SHu  sababli 

nurlanishning  quyi  sathi 

p

–sath 

d

  sathga  nisbatan  tezroq  bo’shaydi.  Bu  hol 

uzluksiz rejimda 

d

–sathning invers bandligini saqlab turishga olib keladi. 

1.4  -  rasmdagi  og’ma  to’lqinli  o’tish  uyg’otish  energiyasini  geliy  atomidan 

kadmiy  atomiga  uzatilishini  ko’rsatadi.  Tik  to’lqin  chiziq  esa  quyi  lazer  sathini 

 

25 

 

nurlanishli  bo’shashishini  ko’rsatadi.  To’g’ri  chiziqlar  esa  yuqori  lazer  sathidan 

quyi lazer sathiga lazer nurlanishi orqali o’tishini ko’rsatadi. 

Geliy-kadmiy gazli lazerning tuzilishi. 

Geliy-kadmiyli  lazerning  razryad  trubkasi  diametri  2-2,5  mm  bo’lib, 

uzunligi 1-1,5 m atrofida bo’ladi. Trubkadagi geliyning bosimi bir necha torr (0,5-

1 Pa) ga teng   (1.5– rasm). 

Dastlab  geliy  orqali  razryad  amalga  oshiriladi.  So’ng  razryad  trubkasidagi 

anod (katod) yaqinidagi keng rezervuardagi 

Cd

 230-250 gradusgacha qizdiriladi, 

razyad  toki  100  mA  atrofida  bo’ladi.Bu  holda  kadmiyning  massa  oqimi 

soat

gr

3

10

)

5

,

1

1

(







 ni tashkil etib, kadmiy bug’larining bosimi 

Pa

 

5

,

0

4

,

0



 

ni  tashkil  etadi.  Kuchlanishning  4,5  kV  va  razryad  tokining  0,1  A  qiymatida 

razryad trubkasining uzunlik birligidagi energiya ajralishi 3 Vt/sm ni tashkil qiladi. 

Bu holda trubkasi havoda sovutish mumkin va oddiy shisha trubkadan foydalanish 

mumkin.  

 

Bayon etilgan holda to’lqin uzunlikli lazer nurlanishi quvvati 100-200 

mVt  ga  etadi.  1  rezervuardagi  kadmiy  bug’latilgach,  kondensatsiya  orqali  u  2 

rezervuarda to’planadi. Tok manbasi qutblarini o’zgartirib, 2 rezervuarni qizdirib, 

kadmiyni  bug’latib,  lazer  nurlanishini  olish  mumkin.  Kadmiy  ionlarini  doimiy 

elektr  toki  yordamida  gaz  razryadi  jarayonida  tashqi  elektr  maydoni  vositasida 

yo’naltirish kataforez deyiladi. 

Gazli  lazerlar 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                       

                                                                    1.2-rasm

 

 

E 

(20,6 eV) 

 

(19,8 

eV) 

3p 

2p 

3s 

2s 

3,39 mkm 

1,15 mkm 

632,8 nm 

 

26 

 

 

 

 

 

 

 

1.3-rasm

 

                                                     

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        1.4-rasm

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                               

 

 

 

 

1.5-rasm

 

2 

1 

Lazer 

He-Ne 

Optik 

Optik 

3 

- + 

- + 

1 

2 

4 

5 

s

 

2s  

2s  

441,2 nm 

Cd 

+

 

D

 

E 

325,0 nm 

 

p

 

27 

 

Kimyoviy lazerlar. 

 

Kimyoviy lazerlar va ularda faol muhit. 

 

Kimyoviy  lazerlar  ko’proq  gazli  lazer  bo’lib,  ulardagi  invers  bandlik 

holatiga  kimyoviy  reaksiya  natijasida  erishiladi.  Qator  ekzotermik  oeaktsiyalar 

mahsuloti qo’zg’otilgan holatda sodir bo’ladi. Kimyoviy lazerlarda faol muhit ikki 

atomli  molekulalarning tebranma  o’tishida  olinadi.Ekzotermik  reaksiya  natijasida 

qo’zg’otiladi. 

E

C

AB

BC

A











         (1.5) 

Reaksiya  natijasida  ajralgan 

E



  energiyaning  asosiy  qismi 

t

E



  AV 

molekulaning  tebranma  energetik  sathini  qo’zg’otishga  sarflanadi.  Tebranma 

energetik  sath  (daraja) 

t

E



  ga  mos  kelgan  energiya  miqdori  ,  uning  ilgarilanma 

i

E



  va  aylanma  xarakat  energetik  darajasi 

a

E



ga  mos  kelgan  energiyalardan 

katta bo’ladi, bu holda ushbu munosabat o’rinli bo’ladi.  

E



=

t

E



+

i

E



+

a

E



 ,       

t

E



>

i

E



+

a

E



      (1.6) 

Buning natijasida muvozanatmas ikki atomli molekula gaz hosil bo’ladi. Bu kabi 

ikki  atomli  molekulali  muvozanatmas  gaz  ko’p  sondagi  tebranma  o’tishga  ega 

bo’lgan invers bandlik holati o’rnatilgan faol muhit bo’la oladi. Invers bandlikka 

olibkeluvchi reaksiyalar, undagi ajralgan energiya 

E



 va 

t

E



 miqdori, nurlanish 

to’lqin  uzunligi 



  miqdori  1.3-  jadvalda  ko’rsatilgan.  Shu  faol  muhitlar  va 

reaksiyalar yordamida kimyoviy lazer nurlanishini olish mumkin. 

                                Kimyoviy lazerlarni ishlash prinsipi. 

 

Kimyoviy lazer ishini amalga oshirishi uchun ma’lum miqdordagi kimyoviy 

faol  bo’lgan  A  atom  erkin  radikalini  hosil  qilish  zarur.  Bu  holatni  hosil  qilish 

uchun quyidagilardan foydalaniladi  (1.7– rasm). 

a) moddani termik dissotsiatsiyaga olib kelguncha qizdirish, 

b)  dastlabki  moddani  fotodissotsiatsiyaga  olib  kelish  uchun  ultrabinafsha  yoki 

ko’rinuvchi diapazonidagi yorug’lik nuri bilan yoritish, 

v) erkin radikallar hosil bo’lishi bilan kuzatiluvchi kimyoviy reaksiyalar, 

g)  molekulalar  va  elektronlar  to’qnashuvi  natijasida  molekulalarni  qisman 

dissotsialovchi gaz razryadi, 

 

28 

 

d)  elektron  bilan  ishchi  modda  molekulalarini  bombardimon  qilish  va  hokazolar 

yordamida faol muhit olinadi. 

Bayon  etilgan  radikallar  va  unda  hosil  bo’lgan  molekula  va  atom  holatlari 

qaytmas bo’lgani sababli,  ishchi modda miqdorini lazerni ishchi holatiga zarur 

miqdorda qo’shish hisobiga saqlab turiladi. 

Kimyoviy  lazerlarning  samaradorligini  ko’rsatuvchi  asosiy  parametrlari 

mavjud: 

a)  lazer  nurlanishi  energiyasini  kimyoviy  reaksiya  natijasida  ajralgan  to’la 

energiyaga nisbati bilan o’lchanuvchi kimyoviy foydali ish koeffitsieti 

a

i

t

nur

nur

x

E

E

E

E

E























       (1.7) 

b)  lazer  nurlanishi  energiyasini  kimyoviy  reaksiyani  amalga  oshirish  uchun 

sarflangan elektr energiyasiga nisbati bilan o’lchanuvchi elektrik FIK 

elektr

nur

e

E

E









       (1.8) 

 

Kimyoviy 

reaksiyalarni 

faollashtirishda 

(ekzotermik 

reaksiyalarda) 

sarflanadigan  energiya  reaksiya  natijasida  ajraladigan  energiyadan  kam  bo’lishi 

mumkin. Shu sababli elektrik FIK yuqridan chegaralanmaydi. Masalan: ftor bilan 

vodorod  (deyteriy 

D

)orasidagi  zanjirli  reaksiyaga  asoslangan  lazerda 

%

90





 

bo’lishi mumkin. 

1.4-jadval 

№ 

Reaksiya 

)

(

mol

kkal

E



 

t

E



 

mkm



 

1 

D

DF

D

F







2

 

33,7 

0,68 

4,3-5,4 

2 

3

4

CH

HF

CH

F







 

34,5 

0,60 

2,8-3,0 

3 

5

2

6

2

H

C

HF

H

C

F







 

39 

0,62 

2,8-3,0 

4 

3

3

2

3

3

3

)

(

)

(

CH

C

CH

HF

CH

C

CH

F







 

38 

0,56 

2,8-3,0 

5 

Cl

CH

HF

Cl

CH

F

2

3







 

37 

0,68 

2,8-3,0 

 

29 

 

6 

2

2

2

Cl

CH

HF

Cl

CH

F







 

38 

0,51 

2,8-3,0 

7 

Br

CH

HF

Br

CH

F

2

3







 

35,9 

0,67 

2,8-3,0 

8 

3

2

3

3

CF

CH

HF

CF

CH

F







 

33,5 

0,67 

2,8-3,0 

9 

3

3

2

3

3

3

)

(

)

(

CH

Si

CH

HF

CH

Si

CH

F







 

40 

0,50 

2,8-3,0 

10 

11

6

12

6

H

C

HF

H

C

F







 

42,9 

0,53 

2,8-3,0 

11 

3

3

CCl

HF

HCCl

F







 

42 

0,37 

2,8-3,0 

12 

D

HF

HD

F







 

33,8 

0,59 

2,8-3,0 

13 

H

DF

HD

F







 

35,5 

0,55 

3,7-4,2 

14 

D

FD

D

F







2

 

31,2 

0,68 

3,7-4,2 

15 

F

HF

F

H







2

 

97,8 

0,53 

2,8-3,7 

16 

F

DF

F

D







2

 

97,8 

0,56 

3,7-5,0 

17 

H

FH

H

F







2

 

41,9 

0,64 

2,7-3,4 

18 

I

HCl

HI

Cl







 

31,7 

0,71 

3,4-3,8 

19 

I

DCl

DI

Cl







 

31,7 

0,71 

5,0-5,4 

20 

Cl

HCl

Cl

H







2

 

45,1 

0,39 

3,7-4,0 

21 

Cl

DCl

Cl

D







2

 

46,3 

0,39 

5,0-5,6 

22 

Br

HBr

Br

H







2

 

41,2 

0,55 

4,0-4,6 

23 

Br

DBr

Br

D







2

 

41,7 

0,55 

5,8-6,3 

24 

I

HBr

HI

Br







 

16,5 

0,53 

4,1-4,3 

25 

Br

HCl

HBr

Cl







 

15,6 

0,43 

3,7-3,8 

26 

S

CO

CS

O







 

85 

0,85 

5,0-5,6 

27 

SO

CO

CS

O







2

 

90 

0,7 

5,0-5,7 

 

 

30 

 

 

 

F

DF

F

D

F

DF

D

F













2

2

   

yoki

   

       (1.9) 

Zanjirli reaksiyaga asoslangan kimyoviy lazerda kimyoviy FIK 1 % ga teng. 

Reaksiyaning  molekulalarining  kam  dissotsiatsiyali  holatida  zanjirli  reaksiya 

davomiyligi  molekulalarning  o’zaro  to’qnashuvi  natijasida  invers  bandlik  vaqti 

buzilishidan ko’p marta katta bo’ladi. Bu lazer nurlanishiga salbiy ta’sir etadi. SHu 

sababli katta quvvatli 

DF

 kimyoviy lazerda kimyoviy FIK 10 % bo’lishi uchun 

o’rin almashtirishga asoslangan reaksiyalar hisobiga lazer nurlanishi olinadi.  

 

DF

-kimyoviy  lazerlarda  impuls  rejimida  impuls  davomiyligi  30  ns 

bo’lganda    lazer  nurlanishi  energiyasi 

J

kJ

E

E

H

nur

 

10

2

 

2

3













  tartibida 

bo’ladi. 

 

Uzluksiz  rejimda  ishlovchi 

DF

  lazerda  faol  muhitni  rezonatordan 

tovushquvvati bir necha kVt gva etadi. 

Kimyoviy  

2

CO

DF



-  lazer 

 

Kimyoviy  lazerlarning  uzluksiz  nurlanish  rejimini  agz  aralashmali  faol 

muhitda oqimli reaktsion idishlar (soplodarda) amalga oshirish mumkin. 

 

Turg’un radikal 

NO

 ni molekulyar ftor 

2

F

 arlashtirib yondirishda, atomar 

ftor 

F

  hosil  bo’lib,  u  uzluksiz  zanjir  reaksiya  markaziga  aylanib,  u  qo’zg’algan 

*

DF

 molekulani hosil qiladi.  

D

DF

D

F

F

NOF

F

NO













*

2

2

     

,

       (1.10) 

F

DF

F

D







*

2

       (1.11) 

Qo’zg’otilgan holatdagi 

*

DF

ga uglerod to’rt oksidi 

2

CO

 qo’shiladi va natijada 

DF

CO

CO

DF







*

2

2

*

       (1.12) 

 

 

31 

 

reaksiya  sodir  bo’lib,  invers  holatdagi  olinadi.  Uni  yordamida  lazer  nurlanishi 

olinadi.  Gazodinamik  lazer  tuzilishiga  o’hshash  oqimli  reaktiv  idish  sxemasi 

quyida keltirilgan (1.8 – rasm). 

 

Ushbu lazerda faol arlashmaning 

s

gr

1

 sarf tezligida lazer nurlanishi quvvati 

100 Vtga etadi. 

 

CO