Muhitda tarqalayotgan nurlanishning yutilishi va kuchayishi

Lazer nurining kogerentligi

Lazer nurlanishi kogerent nurlanish. Bu kogerentlik xususiyatining birlamchi sababini «lazer» so‘zining ma’nosi bildirib turibdi, ya’ni yorug‘likni majburiy nurlanish yordamida kuchaytirish demakdir. Majburlovchi yorug‘lik nurlanishi va majburlangan yorug‘lik nurlanishi aynan bir xil parametrlarga ega bo‘lgan nurlanishlardir. Ularning chastotalari, fazalari tarqalish yo‘nalishlari bir xil. Bu nurlanishlarning elektr maydon kuchlanganligi vektorlari bir xil tekislikda tebranadilar, ya’ni ular bir xil qutblangan nurlanishlardir.
Demak lazer nurlanishining ixtiyoriy, istalgan ikki nuqtasidagi elektromagnit tebranishlarning fazalar farqi vaqt bo‘yicha o‘zgarmasdir.
Shuning uchun kogerentlikni vaqtiy va fazoviy kogerentliklarga ajratish mumkin. Vaqtiy kogerent deganda, lazer nuri dastasining biror nuqtasida ikki turli vaqt oralig‘idagi elektromagnit tebranishning fazalarining farqi o‘zgarmasligini tushuntirish mumkin. Fazoviy kogerentlik deganda, aynan bir vaqtning o‘zida lazer nuri dastasining o‘zida lazer nuri dastasining biror kesimi yuzasidagi ikki turli nuqtalardagi elektromagnit tebranishlarning fazalari farqining o‘zgarmasligi tushuniladi.
Real sharoitlarda lazer nurlanishining fazasi va chastotasi vaqt o‘tishi bilan, yoki fazodagi kuzatish nuqtalarining o‘zgarishi bilan o‘zgarishi mumkin. Shuning uchun lazer nurlanishi dastasining kogerentlik darajasini xarakterlovchi maxsus ko‘rsatkichlar kiritilishi mumkin. Buni birinchi holda elektromagnit to‘lqinlarning vaqt bo‘yicha o‘zaro korrelatsion funksiyasi
(10)
orqali amalga oshirsa bo‘ladi. Bu erda vaqt bo‘yicha o‘rtachalashtirish amalga oshiriladi ikkinchi holda lazer nurlanishni ikki nur dastasiga ajratib va bu nur dastalarining turli optik yo‘llarni o‘tgandan so‘ng uchratish natijasida olingan interferentsion manzaraning ko‘rinuvchanlik
(11)
Koeffitssiyenti bilan xarakterlasa bo‘ladi. Bu erda I_max va I_min- interferension manzaradagi yorug‘likning maksimal va minimal qiymatlari. Absalyut kogerent nurlanish uchun F₁ va F₂ koeffitsiyentlarning maksimal qiymati birga teng. Agar ikki elektromagnit to‘lqinlarning fazalarining farqi tasodifiy ravishda o‘zgarsa F₁ va F₂ koeffitsiyentlarning qiymati nolga intiladi.
Lazer nurlanishining kogerentlik darajasi ko‘p faktorlarga bog‘lik. Bular faol muhitning vaqt o‘tishi bilan parametrlarning o‘zgarishi, optik rezanator elementlarning akustik va mexanik ta’sirlar natijasida tebranishlari natijasida lazer nurlanishning spektri kengayaadi. Bu kengayish asosida lazerdan chiqayotgan elektromagnit to‘lqinlarning tebranishlarini quyidagi
(12)
qonuniyatga bo‘yso‘nadi desak, u holda nisbiy fazaning t=0 momentdan boshlab o‘zgarishlari ga proportsional ravishda ro‘y beradi va
(13)
vaqtdan so‘ng 2π ga teng bo‘ladi. Bu shunday xarakterli vaqtki, bu vaqt farqining ichida ikki elektron magnit to‘lqinlar o‘zaro kogerent bo‘ladi. Bu vaqtning kogerentlik vaqt deyish qabul qilingan. Shu vaqt ichida elektromagnit to‘lqin bosib o‘tgan yo‘lni kogerentlik uzunligi deyish qabul qilingan, ya’ni
(14)
Shu vaqt farqi ichida va shu yo‘l farqi uzunligida elenktromagnit to‘lqinlar optik rezonatordan chiqishdagi tebranishlarga sinxron holda tebranadi.

8.