Ish rejimi turiga qarab lazerlar ikkiga ajratiladi. Impulsli rejimda ishlovchi lazerni impulsli lazer, uzluksiz rejimda ishlovchi lazerni uzluksiz lazer deyiladi.
Lazerning faol muhitida qo’zg’otuvchi qurilma yordamida inversli joylashuv energetik sathini hosil qilish damlashdir. Damlash jarayonining vaqtga bog’liqlik hususiyatiga qarab, uni impulsli va uzluksiz damlashga ajratish mumkin. Agar damlash impuls yordamida amalga oshirilsa lazer nurlanishi ham impulsli bo’ladi. Impuls boshlanishidan sshng faol muhit zarralaridan ma’lum qismi inversli joylashuv sathiga o’ta boshlaydi. Barqaror generatsiya sharti
Generatsiya chegarasiga etgan inversli joylashuv holatidan boshlab majburiy nurlanish (lazer nurlanishi) boshlanadi. Bu nurlanish bir tsiklda 2 masofada xarakatlanib, hosil bo’lgan ikkilamchi kvantlar sonini orttira boradi yoki yorug’lik oqimini kuchaytiradi (1– rasm).
1-rasm
Barqaror generatsiya holatida lazer nurlanishi dastasi tomonidan yo’qotilgan energiya faol muhit tomonidan olingan energiya hisobiga to’ldirib boriladi. Barqaror generatsiya energiya zichligi oqimining katta qiymatlaridagina amlaga oshadi. Shu sababli bu holda barqaror generatsiya sharti oqim mavjudligidagi holat uchun olinadi.
Barqaror generatsiya holatida lazer nurlanishi dastasi tomonidan yo’qotilgan energiya faol muhit tomonidan olingan energiya hisobiga to’ldirib boriladi. Barqaror generatsiya energiya zichligi oqimining katta qiymatlaridagina amlaga oshadi. Shu sababli bu holda barqaror generatsiya sharti oqim mavjudligidagi holat uchun olinadi.
Uzluksiz damlash jarayonida barqaror generatsiya sharti doimo bajarilgani sababli lazer nurlanishi ham uzluksiz bo’ladi. Ayrim hollarda damlashning bir impulsi natijasida bir necha impulsli lazer nurlanishi olish mumkin.
Quyida uzluksiz rejimda ishlovchi lazerlar haqida ma’lum ma’lumotlar (1-jadval) va impulsli rejimda ishlovchi lazerlar haqida ma’lumotlar (2-jadval) keltirilgan. Jadvallardan ko’rinadiki, faol muhiti gaz bo’lgan lazerlarda gaz razryadli qo’zg’otish usulida olingan lazer nurlanishi quvvati eng kichik (1-5 mVt) bo’lib, uzluksiz rejimli lazerlarda eng katta quvvatli nurlanish (105 Vt) gazodinamik qo’zg’otish usulida olingan.
Uzluksiz rejimli lazerlar. 1-jadval
Impuls rejimli lazerlar. 2-jadval
8.2. Lazerlarning nurlanish spektri.
Lazer rezonatori fazoviy kogerent bo’lgan monoxromatik nurlanish hosil qilish hususiyatiga egadir. Rezonator oralig’i L ga teng bo’lsa, yorug’lik bir tsikl davomida 2 L masofani bosib o’tadi. Yorug’lik fazasi bu masofada 2 T ga karrali o’zgaradi. Bu tsiklik printsipi deyiladi. To’lqin amplitudasi tsikl davomida faol muhitda exp [ () L) marta o’zgaradi. Bunday o’zgarish kozgularning qisman shaffofligi tufayli rezonatordan nurlanishning chiqishi, difraksiya hodisasi va boshqa ko’rinishdagi isroflar bilan konpensatsiyalanishi kerak.
Impulsli lazer nurlanishi.
Qo’zg’otish impuls yordamida amalga oshirilgan lazer nuri generatsiyasi impulsli bo’ladi. Bugday rejimda invers holatdagi zarralarning majburiy nurlanishi qo’zg’otuvchi impuls boshlanishidan ma’lum kichik vaqtga kechga qoladi, nurlanish barqaror holga etmay u kamayib boradi. Bu kabi nurlanishni erkin genratsiya deyiladi.
Impulsli rejimning rezonator aslligini modullash usuli o’ziga xosdir. Rezonator ko’zgularidan biri optik to’siq (zatvor) bilan to’sib qo’yiladi. Ushbu to’siq teskari musbat aloqani buzadi va generatsiya hodisasi kuzatilmaydi, inversli joylashuv holati bir tekis (monoton) ortib boraveradi. Faol muhitning hajm birligida jamg’arilgan qo’zg’otuvchi energiya miqdori faol zarralar zichligiga proportsional bo’lib, u faqat sverxlyuminestsentsiya hodisasi bilan chegaralanadi.
Qo’zg’otuvchi impulsning oxirida optik to’siq ochiladi, bu holda tez rivojlanuvchi generatsiya jarayoni hosil qilinadi, natijada davomiyligi qisqa bo’lgan katta (gigant) quvvatli impuls ko’rinishida generatsich sodir bo’ladi. Faol muhit hossasi va to’siqni ishga tushirish tezligiga bog’liq holda generatsiya impulsi davomiyligi va impuls energiyasi o’zgaradi. Ushbu usulda impuls davomiyligi 20-50 ns, energiyasi esa 0.1-100 Joul atrofida bo’ladi (28 – rasm).
28-rasm
O’ta qisqa davomiylikdagi katta quvvatli impulsni generatsiyalash uchun optik to’siq sifatida bo’yovchi suyuqlikli kyuveta olinadi. Faol muhit nurlanishi ta’sirida kyuvetadagi suyuqlik davriy ravishda tiniqlashib-xiralanib turadi (zatvor ochilib yopilgani kabi). Bu kbi optik to’siq nurlanish holatini buzadi va invers joylashuv holati davom etadi, u svrexlyuminestsentsiya darajasiga etadi, uni ng byetartib impulslari ortib boradi. Byetartib lyuminestsentsiya impulslari energiyasidan biri kyuvetadagi suyuqlik aralashmani tiniqlashtirishga etganda generatsiya hodisasi sodir bo’ladi va u quyun kabi rivojlanib boradi. Bu holda rezonatorning barcha shodalari qo’shilib, 0,1-1 ns davomiylikdagi ma’lum energiyali impulsni hosil qiladi.
O’ta qisqa davomiylikdagi katta quvvatli impulsni generatsiyalash uchun optik to’siq sifatida bo’yovchi suyuqlikli kyuveta olinadi. Faol muhit nurlanishi ta’sirida kyuvetadagi suyuqlik davriy ravishda tiniqlashib-xiralanib turadi (zatvor ochilib yopilgani kabi). Bu kbi optik to’siq nurlanish holatini buzadi va invers joylashuv holati davom etadi, u svrexlyuminestsentsiya darajasiga etadi, uni ng byetartib impulslari ortib boradi. Byetartib lyuminestsentsiya impulslari energiyasidan biri kyuvetadagi suyuqlik aralashmani tiniqlashtirishga etganda generatsiya hodisasi sodir bo’ladi va u quyun kabi rivojlanib boradi. Bu holda rezonatorning barcha shodalari qo’shilib, 0,1-1 ns davomiylikdagi ma’lum energiyali impulsni hosil qiladi.
Birinchi impuls faol muhit jamg’argan energiyani juda oz miqdorini oladi va urezonator ko’zgulari orasida ko’p marta xarakatlanib, o’zi kabi qisqa davomiylikli impulslarni hosil qilib boradi. Ushbu impulsni lazer nurlanishi sifatida rezonatordan chiqarish uchun maxsus moslama ishlatilishi zarur bo’ladi.
