§1.4.2. Lazer nurining kogerentligi
Lazer nurlanishi kogerent nurlanish. Bu kogerentlik xususiyatining
birlamchi sababini «lazer» so`zining ma’nosini 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
t
E
t
E
t
E
t
E
F
2
1
2
1
1
(1.31)
30
orqali amalga oshirsa bo`ladi. Bu yerda 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
min
max
min
max
2
min
max
min
max
2
I
I
I
I
F
I
I
I
I
F
(1.32)
koeffitsienti bilan xarakterlasa bo`ladi. Bu yerda I
max
va I
min
- interferension
manzaradagi yorug‘likning maksimal va minimal qiymatlari. Absolyut kogerent
nurlanish uchun F
1
va F
2
koeffitsientlarning maksimal qiymati birga teng. Agar
ikki elektromagnit to`lqinlarning fazalarining farqi tasodifiy ravishda o`zgarsa F
1
va F
2
koeffitsientlarning 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
t
r
vt
r
E
t
r
Е
,
cos
,
0
(1.33)
qonuniyatga bo`ysunadi desak, u holda nisbiy
t
r,
fazaning t=0 momentdan
boshlab o`zgarishlari
t
2
ga proporsional ravishda ro`y beradi va
p
kog
v
1
(1.34)
vaqtdan so`ng 2
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
p
kog
kog
v
C
S
L
(1.35)
31
Shu vaqt farqi ichida va shu yo`l farqi uzunligida elenktromagnit to`lqinlar optik
rezonatordan chiqishdagi tebranishlarga sinxron holda tebranadi. Agar
0
min
max
V
I
I
bo`ladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |