Faol muhit gaz, suyuqlik va qattiq jism bo`lgan hollarda invers bandlikning

1.2. Uch va to`rt energetik sathli sistemalarda lazer nurlarining hosil bo`lishi.
Faol muhit gaz, suyuqlik va qattiq jism bo`lgan hollarda invers bandlikning
zichligi 103 martaga farqlanadi. Shu sababli zichligi katta (quyiqlashgankondensirlangan) muhitda katta invers bandlik holatiga bog’liq bo`lgan katta
nurlanish energiyasini olish mumkin. Gazlardan farqli holda qattiq jismlarda invers
59
bandligiga erishish uchun optik damlash ko`proq qo`llaniladi. Erkin zaryadli
zarrachalarga ega bo`lgan qattiq jismlarda elektr toki oqimi yordamida invers
bandlik holatiga erishish mumkin. Qattiq jismlarning keng polosali yutilish
energetik sathiga ega ekanligi monoxramatik bo`lmagan katta intensivlikdagi
yorug’likni yutilishi imkoniyatini beradi. Bu hol kuzatilishi uchun faol muhit
kamida uch energetik sathga ega bo`lishi zarur. 1-3 o`tishdagi to`yinish holida E1
va
E3 sathlar bandligi tenglashgan, 3-2 o`tishda esa invers bandlik paydo bo`lgan.
Katta intensivlikdagi yorug’lik to`yinish holatigacha yutilganda, sathlarning
bandlik taqsimoti ro`y beradi, yuqori sath bandligi ortib boradi, quyi sathniki
kamayib boradi. Shu ikki energetik sath orasida ( E1 va E3 ) uchinchi norezonans
sath mavjud bo`lsa unda invers bandlik holati paydo bo`ladi. 7- rasm ko`p sathli
sistemalarda damlashda qo`shimcha nurlanish usuli yordamida faol muhit olish
usulini ko`rsatadi. Bu usulni 1953 yili N.G. Basov va A.M. Proxorovlar taklif
etgan edilar. Ko`p sathli sistemalarning 3 sathli turini batafsil qaraylik (4-rasm).
Uch energetik sathlar uchun statistik og’irlik bir xil bo`lsin. Fotonlarning barchasi
optik diapazonda.
4-rasm. Ko`p sathli sistemalarda damlashning qo`shimcha nurlanish usuli
ko`rsatilgan.
W =W =W
1 2 hvik >> kT (1.2.1)
o`tishlar ehtimolligini keltirib chiqaruvchi nurlanish bilan bog’langan. 2-energetik
sathning o`zgarishi 2 →1 yo`nalishida ehtimollik W21 bilan, 2 → 3 yo`nalishida
W23 ehtimollik bilan ro`y beradi. 3 sath esa 3 →1 yo`nalishda W31 ehtimollik
bilan ro`y beradi.
5-rasm. Uch sathli sistemada lazer nurini hosil bo`lishi.