I bob. Generatsiya

Ishning hajmi va tuzilishi: Bajarilgan malakaiy bitiruv ishi kirish qismi ikkita bobdan va qilingan xulosalardan iborat. Ishda o’rganilishi e’tiborga olingan fizikaviy hodisalar, jarayonlar vatezligihisoblangan natijalarning tushunarli ravishda ifodalash uchun chizma jadvallar va rasmlar berildi.Ishga qo’yilgan maqsadga erishishi uchun to’plangan adabiyotlar manbalarning nomlari va elektron manzillari keltirildi.

I BOB. GENERATSIYA.

1.1. Kuchaytirish va generatsiya .

Zamonaviy nochiziqli optikaning asosiy holatini tushuntirishdan oldin, shu sohaning mashhur mutaxassisi I.R.Shenning «Nochiziqli optika prinsiplari» kitobidan quyidagi satrlarni keltirsa o‘rinli bo‘ladi: «Bizning atrofimizdagi barcha fizikaviy jarayonlar chiziqli kechganda, fizika juda zerikarli, hayot esa umuman bo‘lmagan bo‘lar edi». Baxtimizga biz nochiziqli olamda yashayapmiz. Agar chiziqiylik fizikaga bezak bersa, nochiziqiylik esa uni jozibador ko‘rsatadi». Bu so‘zlar lazer nurlanishi va nochiziqli optika effektlaridan foydalanishga asoslangan zamonaviy optikani to‘liq xarakterlaydi. S.I.Vavilov «mikrostruktura sveta» kitobida o‘zing 20-yillarda o‘tkazgan kuzatishlarini va undan keyingi tajribalarini umumlashtirib quyidagi fikrlarni bildirgan edi.

«Yutayotgan muhitdagi nochiziqlik faqat absorbsiyaga nisbatan kuzatilishi shart emas. Absorbsiya dispersiya bilan bog‘langan, demak yorug‘likning muhitda tarqalish tezligi umuman olganda yorug‘lik quvvatiga bog‘liq bo‘lishi kerak. Shu sababli muhitning boshqa optik xususiyatlarida ikkiga ajralib sinishda dixroizmda, aylantirish qobiliyatida va hokazolarda umumiy holda yorug‘lik

quvvatiga bog‘liq ko‘rinishi, ya’ni superpozitsiya prinsipi buzilishi kerak». Chiziqli bo‘lmagan optikaning lazer nurlanishining tarqalishini eksperimental tekshirish bilan bog‘langan keyingi rivojlanishi oqibatida Vavilovning bo‘lishi

mumkin bo‘lgan chiziqli emas hodisalarning xilma-xil ekanligi haqidagi fikri tasdiqlanibgina qolmay, balki u aytib o‘tgan hamma konkret effektlar kuzatildi.

Shuning uchun Vavilov haqli ravishda chiziqli bo‘lmagan optikaning asoschisi hisoblanadi.Vavilov chiziqli bo‘lmagan hodisalarning sababini yorug‘likni yuta oladigan molekula yoki atomlar sonining o‘zgarishida, ya’ni atom, molekulalarning uyg‘ongan holatga o‘tishi va bu holatda bo‘lish vaqtining o‘zgarishida ko‘rgan.

Chiziqli bo‘lmagan hodisalar yuqorida ko‘rsatilgan sabablardan tashqari yana qator sabablar tufayli ham yuz beradi. Shunga mos ravishda lazer nurlanishining tarqalishini o‘rganganda topilgan chiziqli bo‘lmagan hodisalar to‘plami yanada turli-tuman bo‘lib chiqdi.

Majburiy o‘tishlar natijasida vujudga kelgan elektromagnitik to‘lqinlar bu o‘tishlarga sababchi bo‘lgan to‘lqin bilan kogerent bo‘ladi. Xususan, atomlar bilan o‘zaro ta’sirlashuvi maydon yassi monoxromatik to‘lqin bo‘lsa, u holda majburiy ravishda chiqarilgan fotonlar ham shunday chastota, qutblanish, faza va tarqalish yo‘nalishiga ega bo‘lgan yassi monoxromatik to‘lqinni tashkil qiladi. Majburiy chiqarish natijasida faqat tushayotgan to‘lqinning amplitudasi o‘zgaradi.

Yuqorida aytilganlarni majburiy chiqarish nurlanishni uning boshqa xarakteristikalarini o‘zgartirmay kuchaytiradi, majburiy yutish esa susaytiradi degan fikrning boshqacha shaklda aytilgani deb hisoblash mumkin. Lekin optik kvant generatorlari nurlanishning xususiyatlarini tushunish uchun tushayotgan to‘lqin bilan majburiy o‘tishlar natijasida chiqarilayotgan «ikkilamchi» to‘lqinlarning kogerentligi to‘g‘risidagi tasavvurlarga asoslansak manbadan ma’lum bir yo‘nalishda tarqaluvchi quvvatli nurlanish olish uchun zarur bo‘lgan fazoviy sinfazlik shartini majburiy chiqarish jarayonida amalga oshirish mumkinligi ko‘rinadi. Haqiqatdan ham, fazoning har xil nuqtalarida joylashgan atomlar chiqarayotgan to‘lqinlarning boshlang‘ich fazalari mos yo‘l farqini kompensatsiyalaydigan bo‘lsa, bunday to‘lqinlar kuzatish nuqtasida sinfazali ravishda qo‘shiladi.

Yuqorida muhokama qilingan va majburiy o‘tishlar bilan bog‘langan kogerent nur chiqarishdan tashqari, muhit atomlari spontan o‘tishlarda ham qatnashib, natijada bir-biri bilan hamda tashqi maydon bilan kogerent bo‘lmagan to‘lqinlar chiqarilishini yoddan chiqarmaslik kerak. Shunday qilib, aktiv muhitning nurlanishi har doim kogerent va kogerent bo‘lmagan qismlarning aralashmasidan iborat bo‘lib, ular o‘rtasidagi munosabat, xususan, tashqi maydonning intensivligiga bog‘liq bo‘ladi. Oxirgi holni tushuntirish oson, chunki majburiy chiqarish jarayonida qatnashgan atomlar uyg‘onish energiyasidan mahrum bo‘ladi va, demak, spontan ravishda nurlantira olmaydi. Yuqoridagini batafsil analiz qilish majburiy o‘tishlar ta’sirida kogerent bo‘lmagan spontan nurlanishning to‘liq intensivligigina emas, balki uning spektral tarkibi ham o‘zgarishini ko‘rsatadi