Oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi Andijon davlat universiteti Fizika kafedrasi

5- ma’ruza.
Spontan va induksiyalangan nur sochish. Optik kvant generatorlari. Lazerlar. Golografiya va uning ishlatilishi.
Reja
1.Spontan va induksiyalangan nur sochish.
2.Optik kvant generatorlari.
3.Lazerlar.
4.Golografiya va uning ishlatilishi.

Optik kvnt generatorlar (OKG) ni o‘tishdan oldin atomlarning normal va g‘alayonga kelgan xolatlarini ko‘rib chiqamiz. Buning uchun qiyidagi xolatlakni ko‘ramiz:

E₂

hv
E₁

A) atom normal xolatda Ye₁ energiyaga ega bo‘lsa hv fotonni yutib (yuqori energetik satxga) ga o‘tadi. Bu xolat atomni hv ni yutib g‘alayonga keladi va Ye₂ energetik satxga o‘tdi deyiladi. (Foton yutilishi)

E₂


hv
E₁

B) Bu xolatda atom g‘alayon Ye₂ energiyaga ega. Bunday xolatda atom ko‘p turib qola olmas ekan. Albatta g‘alayondagi atom o‘zidan hv fotonni chiqarib normal xolatga o‘tadi. Buni o‘z-o‘zidan nur sochish deyiladi.

E₂


hv hv
hv
E₁

S) Atom g‘alayon xolatda (E₂) va yana E₂ ga teng energiyali foton (hν) atomga ta’sir qilsa, atom o‘zi (hν) foton chiqaradi va normal xolatga tushali. Natijada ikkita foton chiqadi. Bunday majburiy nur sochish indutsirlangan yoki stimullangan nur sochish deyiladi.

Shunday qilib indutsirlangan fotonlar jism ichida xarakat qilib yo‘lidagi g‘alayondagi atomlarni yana nur sochishga majbur qiladi va shu tariqa lazerlar ishlaydi.
Buyumning tasvirlari gologrammani lazer bergan yoruglik dastasi bilan yoritish. Va golegrammani qorayish bir jinslimasliklarida yuz bergan difraksiya natijasida xosil bo‘ladi. Buyumning xaqiqiy ta’siri obektiv yordamisiz xosil qiluvchi to‘lqin maydoni 1-1 yo‘nalishda tarqaladi. 5-a rasmda kuzatilayotgan buyum sochib yuborgan to‘lqin maydoni 2-2 yo‘nalishda tiklanadi. Bu to‘lqin maydoni buyimning mavxum tasviriga mos keladi. Turli ta’sirlarni xosil qilish uchun buyumni fazodagi turli nuqtalarda to‘g‘ri burchak ostida turishi kerak. Glogrammani turli qismlarini yoritib, o‘sha xodisani xaqiqiy tasvirlari uchun xam kuzatish mumkin. Quydagi to‘lqin maydonlaridan tashqari galagramma orqali susaygan dastlabki 3-3 yorug‘lik dastasi va ozgina yoyilgan 4-4 dastasi xam tarqaladi va buyum xaqida infarmatsiya bermaydi.
Galagramma buyumdan uncha uzoqda emas, balki difraksiyalangan bu to‘lqinni Frinel tipidagi to‘lqin jumlasiga kiradi, bunday sistemalarda olinadigan galagrammalar Frinel galagrammalari deyiladi.
Gologrifiyalash miqdor jixatidan tavsiflashda tebranishlarning quliy bo‘lgan kompleks ifodadan foydalanamiz. Lazerning nurlanishni buyumning sochib yuborish natijasida galagramma jismdagi vujudga kelgan maydon

Ko‘rinishda yozish mumkin. Bunda -gologramma tekisligida yotuvchi radius vektor, A () va  (s) yorug‘lik tebranishining  radius vektori nuqtadagi ampilitudasini va fazasi. Yassi teng to‘lqini


ifoda tavsiflaydi. R₀ to‘lqin vektori g fazadan ixtiyori nuqtaning radius vektori, A₀ –dastaning ko‘ndalang kesimi soxasida qiymatini o‘zgarmaydigan aptletudada. Agar kardinatalar bosh gologramma sirtida olinsa, u xolda golagramma tekisligida tayan to‘lqin maydoni

ko‘rinishda keladi. Golagramma sirtidagi natijaviy maydon quydagicha yoziladi.

Interferension manzaradagi J ( ) yoritilganlik taqsimoti (4) ifoda modulining kvadratiga propitsianal ya’ni

Bunda proporsionallik koeffitsni tushirib qoldirdik. Biz interfirension manzaraning pazitif fotosuratini tayyorladik, fotomaterial va uni ochiltirish rejimini gologrammaning T () o‘tkazish koeffitsiyenti yoritilganlikka propitsional, ya’ni T () = T₀ J () bo‘ladigon qilib J () oldik. Ya’ni golgrammaning chiqish sirtidagi yorituvchi maydonni Ye () bilan belgilab topamiz.

(5), (1) va (3) ifodadan Ye()ni quyidagicha Topamiz.

(6) va (7) tenglamalarni birinchi marta D. Gabor 1948 yilda topgan, bilib, ular gabor tenglamalari deb ataladi. Ye() maydon u uchta xad yig‘indisi ko‘rinishida ifodalash mumkin ekan. Golografiyani ko‘p xad yig‘indisi ko‘rinishida ifodalash mumkin ekan. Golografiyaning ko‘p xususiyatlari mavjud. Golografiyada jismlar xajmiy olinadi. Bu xajmi golgrammani 1962 yil Yu.N Denisyuk taklif etgan va amalga oshirgan 3 o‘lchovli strukturasidan yorituvchi to‘lqinlarning bir-biriga qaytishi qo‘llaniladi.
Bu metod shundan iboratki, yorituvchi nurlanish sifatida okeruklikning yorituvchi dastasidan foydalanish mumkin va buyumning tasviri qayta tiklanadi. Bu esa yorug‘likning uch o‘lchovli strukturada diferensiallanish xususiyatidan kelib chiqadi: faqat Vul’f Brega munasabati orqali belgilangan to‘lqin uzunliklari va ularning tarqalish yo‘nalishlaridagina yorug‘lik effekti kaytadi. Nurlanishning qolgan qismini xammasi gologrammadanutadi va ta’sir qatnashmaydi.
Agar goloramma orqali tomondan yoritilsa u xolda bosh tasvir bulmaydi. Lekin ko‘shimcha tasvir xosil bo‘ladi.
Rangdor golografiyaga xam bunga o‘xshagan muloxazalar asos qilib olingan. Denisyuk metodi bo‘yicha rangdor ta’sir olish uchun buyumni o‘z spektorida uch chizikka (qizil, yashil va ko‘k) ega bo‘lgan nurlanish bilan bir vaqtda yoki ketma-ket yoritib gologrammaning qayt etish mumkin. U xolda fotoemunsa xajmida turg‘un to‘lqinlarining uch sistemasi, fazoviy strukturasi xosil bo‘ladi. Tasvirni oq yorug‘lik yordamida tiklashda tilga olingan sistemalarni xar biri ekipozitsiyalash vaqtida qollangan mos spektral soxa yorug‘ligida buyumning tasvirini xosil qiladi.