Лазерлар техникаси

Уткиров Акбар
“Лазерлар техникаси” фанидан
(бакалавр, 3 босқич 5 семестр)
ЯКУНИЙ НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ
Билет 11

1.Геометрик оптиканинг матрицавий кўриниши.

2. Мажбурий нурланиш ва ютилиш. Эйнштейн коэффицентлари
3. Лазер яратилишининг тарихий жихатлари.
4. Спонтан нурланиш ва унинг уч кинетик тенгамани ёзинг ва уни тушинтиринг


ГЕОМЕТРИК ОПТИКА оптиканинг ёруғлик нурлари ҳақидаги тасаввурлар асосида оптик нурланиш (ёруғлик)нинг тарқалиш қонуниятларини ўрганадиган бўлими. Геометрик оптика қонунлари манбадан чиқаётган ёруғликнинг тўлқин узунлиги атрофдаги нарсаларнинг ўзларига хос ўлчамларидан кўплаб марта кичик бўлган ҳолдагина ўринли бўлади. Бу ҳолда ёруғлик нури деган тахм. тушунчани ишлатиш мумкин. Ёруғлик нури сифатида ёруғлик энергияси оқими тарқалаётган чизиқ тушунилади. Hyp диафрагмалар ёрдамида ҳосил қилинади. Деярли ёйилмасдан тарқалувчи ёруғлик нурига мисол қилиб лазер нурини кўрсатиш мумкин. Мустақил тарқалувчи ёруғлик нурлари ҳақидаги тасаввур қад. дунё фани давридаёқ вужудга келган эди. Юнон олими Эвклид нурнинг тўғри чизиқли тарқалиш ва ёруғликнинг кўзгудан қайтиш қонунини кашф қилди. 17-а. да бир қатор оптик асбоблар (кузатиш трубаси, телескоп, микроскоп ва б.) кашф қилиниши ва уларнинг кенг қўлланиши муносабати билан Геометрик оптика жуда тез ривожлана бошлади. Шу даврда голланд математиги В. Снелл ва Р. Декарт томонидан ёруғлик нурларининг икки муҳит чегарасида синиш қонунлари тажриба асосида кашф қилинди. 17-а. ўрталаридаёқ француз олими П. Ферма Г. о. нинг асосий принципини қуйидагича ифодалаган эди: икки нуқта орқали ўтувчи ёруғлик нури шу нукталар оралиғида энг қисқа вакт кетадиган йўл бўйлаб юради. 18-а. дан бошлаб оптик системаларининг ҳисоблаш усуллари такомиллаша борган сари Г. о. амалий фан сифатида ривожлана борди. Геометрик оптикада озгина тушунча ва қонунлар (ёруғлик нури тўғрисида тасаввур, ёруғликнинг қайтиши ва синиши қонунлари)га асосланиб, кўпгина муҳим амалий натижаларни олиш мумкин.
2. А. Эйнштейн 1916 йили квант тушунчалар асосида, яъни квант тизим томонидан ёруғликнинг ютилиши ёхуд нурланиши, ушбу тизимнинг бирор энергетик ҳолатдан бошқа энергетик ҳолатга ўтишида, мажбурий нурланиш жараёни бўлиши мумкинлиги ҳақидаги ўз гипотезаси асосида (7) эмперик формулани келтириб чиқарди. Бунинг маъноси қуйидагича: квант тизимда, яъни дискрет энергетик ҳолатли тизимда зарраларнинг бир ҳолатдан бошқасига спонтан нурланиш чиқариб ва нурланишсиз ўтишидан ташқари ташқи электромагнит майдон нурланиши таъсирида, мажбурий ўтишлари рўй бериши мумкин. Бу мажбурий ўтишда зарра чиқарган электромагнит нурланишнинг параметрлари уни мажбурловчи электромагнит нурланишнинг параметрлари билан айнан бир хил бўлади. Ушбу жараёнда квант тизимлар томонидан чиқарилаётган 6 нурланишнинг когерентлик хусусияти пайдо бўлади. Квант тизимнинг икки 1 ва 2 энергетик

1-Расм. Икки сатҳли квант тизимда зарраларнинг бир сатҳдан иккинчи сатҳга нурланишли (а, б, в) ва
нурланишсиз (г, д) ўтишлари.

ҳолатларидаги зарраларнинг турли хил ўтишлари 1-расмда кўрсатилган.

Моддалар томонидан нурланишнинг тажрибада аниқланаётган спектрал зичликнинг частотага боғлиқлик тақсимоти Планк таклиф этган эмперик
(8 2  c 3 )h(еhkT -1) (7)

3. Lazer технологияси тарихи ерта 1900 йилда Albert Ейнштейн билан бошлади.Биринчи lazer Hughes Research Laboratories тадқиқот марказида яратилган бўлса технологияси янада, 1960 йилда яхшиланди. Lazer технологиясининг еволюцияси билан танишиш учун қуйидаги хронологик ўлчовни кўриб чиқинг.

1917-йил Albert Ейнштейн барча лазерларнинг ишлаши учун асос бўлган "стимулланган нурланиш" ҳодисасини башорат қилиб, lazer технологиясига асос солди.

1939-йил Valentin Фабрикант радиация кучини ошириш учун рағбатлантирилган нурланишдан фойдаланишнинг назарий асосларини қўйди.

1950- йил Чарлз Таунес, Nikolay Басов ва Aleksandr Прохоров рағбатлантирувчи нурланишнинг квант назариясини ишлаб чиқдилар ва микротўлқинли нурланишни намойиш етдилар. Улар кейинчалик бу инновацион иш учун Физика бўйича Nobel мукофоти олди.

1959-йил Колумбия университети битирувчиси Gordon Gould рағбатлантирди радиация нур ошириш учун фойдаланиш мумкин, деб таклиф қилди. У изчил нур тор нурини яратиш имконига ега оптик садо тасвирланган, ва lazer деб аталади, инглиз сўзларнинг биринчи ҳарфлари кейин" радиация рағбатлантирди нурланиш билан нур Amplification", қайси англатади"рағбатлантирди нурланиш билан нур amplification".

1960-йил Теодор Меиман Калифорниянинг Malibu шаҳридаги Hughes тадқиқот лабораторияларида биринчи ишлайдиган прототип лазерини яратди. Ушбу лазерда фаол муҳит сифатида синтетик рубй ишлатилган, у 694.3 нм тўлқин узунлиги билан чуқур қизил рангли нурни чиқарди. Ёқут lazer қўллаш биринчи майдони ҳарбий рангефиндерс фойдаланиш еди, ва туфайли унинг юқори чўққиси ҳокимиятга, у ҳали олмос тешик очиш учун, тижорат ишлатилади.

1963-йил Карбонат ангидрид (CО2) лазери ат&Т Белл Лабс да Kumar Patel томонидан ишлаб чиқилган. CО2 лазери рубй лазерига қараганда анча арзон ва юқори самарадорликка ега. Бу омиллар 50 йилдан ортиқ саноат lazer енг машҳур тури қилдик.

4.