3
KIRISH
Hozirgi zamonning ajoyib belgilaridan biri bu mikrozarralarning majburiy
nurlanish berish jarayoni asosidagi lazerlarning yaratilishi va ularning kogerent
nurlanishi asosida sanoatda turli maqsadlarga mo‘ljallangan lazerli qurilmalarning
va texnologik komplekslarning yaratilishiga olib keldi. Ushbu kunda xalq
xo‘jaligining turli tarmoqlarida lazerlar va lazerli texnologiyalari ishlatilmoqda.
Xususan, sanoatda turli-tuman materiallarni kesishda, payvandlashda va
mexanizmlarni mustahkam-ligini oshirishda, tibbiyot sohasida lazer nuridan
tashxis qo‘yishda, davolash va jarrohlik jarayonida aloqa tizimida ma‘lumot
elituvchi sifatida, fan va texnika sohasida o‘lchash va tashxis qo‘yish vositalari
sifatida hamda o‘quv jarayonida kogerent nurlanishning to‘lqin va zarracha
xususiyatlarni namoyon etishda keng foydalanilmoqda.
Lazer - yorug‘lik nuri yo‘nalganlik yuqori darajada bo‘lgan monoxromatik
kogerent yorug‘lik manbaidir. «Lazer» so‘zining o‘zi «majburiy nurlanish tufayli
yorug‘likning kuchayishi» ma‘nosini anglatadigan inglizcha so‘z birikmalarinning
bosh harflaridan tuzilgan.
Haqiqatan ham, lazerning ta‘sirini belgilaydigan asosiy fizik protsess bu
nurlanishning majburiy chiqishidir. U
foton
energiyasi atom (yoki molekula) ning
uyg‘onish energiyasi bilan aniq mos tushganda,
foton
uyg‘ongan
atom
bilan o‘zaro
ta‘sirlashganda yuz beradi.
Agar uyg‘ongan atomlarning soni katta va sathlarning invers joylashishi
mavjud (atomlar yuqori, uyg‘ongan holatda pastki, uyg‘onmagan holatdagidan
ko‘p) bo‘lsa,
spontan nurlanishda paydo bo‘lgan birinchi foton borgan sari
kuchayib boradigan o‘ziga o‘xshash quyunlarni hosil qiladi. Spontan nurlanishning
kuchayishi yuz beradi.
Invers joylashgan muhitda majburiy chiqish hisobiga yorug‘lik bosimi
bo‘lishi mumkinligini 1939 yilda fizik V.A.Fabrikant ko‘rsatib bergan. U gazdagi
elektr razryadda invers joylashish yaratishni ham taklif qilgan.
4
1955 yilda bir vaqtda va bir-biridan mustaqil ravishda sobiq ittifoqda
N.G.Basov va A.M.Proxorov, AQShda Ch.Tauns dunyoda birinchi invers
joylashgan muhitda elektromagnit nurlanish kvantlari generatorini taklif qilishdi.
Unda teskari bog‘lanishdan foydalanish natijasida majburiy nurlanish o‘ta
monoxromatik nurlanishni generatsiyalashga olib keldi.
Bir necha yil o‘tgach, 1960 yilda amerika fizigi T.Meyman optik diapazonli
birinchi kvant generatori - lazerni ishga tushirdi. Unda teskari bog‘lanish yuqorida
aytilgan optik rezonator yordamida amalga oshirildi, invers joylashish esa ksenon
lampa-chaqnagich nurlanish bilan nurlanadigan yoqut kristallarida uyg‘otildi.
Lazerda nurlanish chizig‘ini toraytirishdan tashqari, nurning yoyilishini 10
-4
radiandan kichikroq, ya‘ni burchak sekundlari darajasida olishga erishiladi.
Ma‘lumki, yo‘nalgan ensiz yorug‘lik nurini amalda istalgan manbadan
olish mumkin, Buning uchun yorug‘lik oqimi yo‘liga bir to‘g‘ri chiziqda
joylashgan mayda teshikli bir necha ekran qo‘yish kerak. Faraz qilaylik, biz
qizdirilgan qora jismni oldik va diafragmalar yordamida yorug‘lik nurini hosil
qildik, prizma yoki boshqa spektral asbob vositasida undan spektrning eni lazer
nurlanish spektrining eniga mos nurini ajratdik. Lazer nurlanish quvvatini, uning
spektri enini va nurning burchak yoyilishini bilgan holda, Plank formulasi
yordamida faraz qilinayotgan o‘sha qora jism temperaturasini hisoblash mumkin.
Qora jismdan lazer nuriga ekvivalent yorug‘lik nuri manbai sifatida foydalaniladi.
Bu hisob bizga ulkan raqamni beradi: qora jism temperaturasi o‘nlarcha million
gradus bo‘lishi kerak ekan! Lazer nurining ajoyib xossasi - uning yuqori effektiv
temperaturasi tadqiqotchilar oldida lazerdan foydalanmay turib, mutlaqo bajarish
mumkin bo‘lmagan katta imkoniyatlarni ochadi. Hozirgi vaqtda turli-tuman
muhitlar - gazlar, suyuqliklar, shishalar, kristallardagi lazerlar yaratilgan.
Shuning uchun Lazerlarning ishlash prinsiplari va xossalarini, shuningdek,
ularning zamonaviy elektronikada qo‘llanilishini chuqur tahlil qilish orqali
ularning qo‘llanish samaradorligini oshirish dolzarb muammolardan biridir.
