Lazerlar yoki optik kvant generatorlari bir qator noyob xususiyatlarga ega
zamonaviy kogerent nurlanish manbalaridir. Lazerlarning yaratilishi 20-asrning
ikkinchi yarmidagi fizikaning ajoyib yutuqlaridan biri bo'lib, u ko'plab fan va
texnikaning turli sohalarida inqilobiy o'zgarishlarga olib keldi.
Bugungi kunga
qadar turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan ko'plab lazerlar yaratilgan - gaz, qattiq
holati, yarimo'tkazgich, turli xil optik diapazonlarda yorug'lik chiqaradigan.
Lazerlar impulsli va uzluksiz rejimlarda ishlashlari mumkin. Lazer nurlanishining
kuchi bir milliy vattning fraktsiyalaridan 10 12 -10 13 Vtgacha (pulsatsiya
holatida) o'zgarishi mumkin. Lazerlar harbiy texnologiyalarda, materiallarni qayta
ishlash texnologiyasida, tibbiyotda, optik navigatsiya,
aloqa va joylashish
tizimlarida, nozik shovqin tajribalarida, kimyoda, oddiy kundalik hayotda va
boshqalarda keng qo'llaniladi.
Lazer nurlanishining muhim xususiyatlaridan biri uning monoxromatikligining o'ta
yuqori darajasidir, lazer bo'lmagan manbalar nurlanishiga erishib bo'lmaydi.
Lazer nurlanishining bu va boshqa barcha o'ziga xos
xususiyatlari ishlaydigan
moddaning
ko'plab
atomlari
tomonidan
yorug'lik
kvantlarining
muvofiqlashtirilgan, kooperativ ravishda chiqarilishi natijasida yuzaga keladi.
Lazerning ishlash printsipini tushunish uchun yorug'lik kvant atomlari tomonidan
so'rilish va emissiya jarayonlarini batafsil o'rganish kerak. Atomi E 1, E 2
energiyalari bilan har xil energiya holatida bo'lishi mumkin va hokazo. Boh
nazariyasida bu holatlar barqaror deyiladi. Aslida, tashqi buzilishlar bo'lmaganda
atom cheksiz uzoq davom etadigan barqaror holat bu faqat eng kam energiya
sarflaydigan holatdir. Bu holat asosiy deb nomlanadi. Boshqa barcha davlatlar
beqaror. Hayajonlangan atom 10 - 8 s tartibda bu holatlarda juda qisqa vaqt
turishi mumkin, shundan so'ng u o'z-o'zidan quyi holatlardan biriga o'tib, kvant
nurini
chiqaradi, uning chastotasini Bohning ikkinchi postulatidan aniqlash
mumkin. Atomning bir holatdan ikkinchisiga o'z-o'zidan o'tishi paytida chiqadigan
nurlanish o'z-o'zidan deyiladi. Ba'zi energiya sathlarida atom ancha uzoq vaqt
turishi mumkin, 10 - 3 s. Bunday darajalar metastabil deb ataladi.
Atomning yuqori energiya holatiga o'tishi fotonning rezonansli yutilishi paytida
sodir bo'lishi mumkin, uning energiyasi atomning
energiyasini oxirgi va
boshlang'ich holatlardagi farqiga tengdir.
Atomning energiya darajalari o'rtasidagi o'tish har doim ham fotonlarning yutilishi
yoki emissiyasi bilan bog'liq emas. Atom o'z energiyasining bir qismini egallashi
yoki undan voz kechishi va boshqa atomlar bilan o'zaro ta'siri yoki elektron bilan
to'qnashishi natijasida boshqa kvant holatiga o'tishi mumkin. Bunday o'tishlarga
radiatsion deyilmaydi.
1916 yilda A. Eynshteyn atomdagi elektronning yuqori energiya darajasidan past
darajasiga o'tish tashqi elektromagnit maydon ta'sirida sodir bo'lishi mumkinligini
bashorat qilgan, bu chastotasi o'tishning tabiiy chastotasiga teng. Olingan
nurlanish stimulyatsiya qilingan yoki induktsiya deb ataladi. Majburiy nurlanish
ajoyib xususiyatga ega. Bu spontan emissiyadan keskin farq qiladi.
Hayajonlangan atomning foton bilan o'zaro ta'siri natijasida atom bir xil tezlikdagi
boshqa fotoni chiqaradi va shu yo'nalishda tarqaladi. To'lqinlar nazariyasi tilida
bu atom elektromagnit to'lqin chiqarishini anglatadi, unda chastota, fazo,
qutblanish va tarqalish yo'nalishi asl to'lqin bilan bir xil bo'ladi.
Fotonlarning
ogohlantirilgan emissiyasi natijasida muhitda tarqalayotgan to'lqin amplitudasi
oshadi. Kvant nazariyasi nuqtai nazaridan, qo'zg'atilgan atomning foton bilan
o'zaro ta'siri natijasida, chastotasi o'tish chastotasiga teng bo'lgan ikkita mutlaqo
bir xil egizak fotonlar paydo bo'ladi.
Bu lazerlarning ishlashi uchun fizik asos bo'lgan induktsiya qilingan nurlanishdir.
Do'stlaringiz bilan baham: