Lazerlar fizikasidan laboratoriya ishlari

λ
q10,6
mkm
) va 
00°1→02
0
0 (
λ
q9,6
mkm
) energetik o‘tishlarda kuzatiladi. Nurlanish ikkita 
spektral chiziqlar seriyalaridan iborat bo‘lib, markazlari 
λ
q0,6
mkm
, 
λ
q9,6
mkm
joylashgandir. 
CO
2
molekulasining umumiy energiyasi uchta normal tebranish 
energiyalarining yig‘indisidan iborat: 
ε(v
1
, 
v
2
, 
v
3
) q
hv
1
(
v
1
QlG‘2)Q
hv
2
(
v
2
Q1G‘2)Q
hv
3
(
v
3
Q1G‘2). (2.3.2) 
CO
2
molekulasini samarali ravishda 00°1 energetik ko‘chirish 
(inversiya hosil qilish) quyidagi ikkita jarayon hisobiga amalga 
oshiriladi: 
1)
Elektron bilan to‘qnashish. CO
2
elektron bilan bevosita 
tuqnashib, ya‘ni eQCO
2
(00°0)→eQCO
2
(00°1) uyg‘ongan holatga o‘tadi. 
CO
2
molekulasining elektron bilan to‘qnashish kesimi (00°1 holat hosil 
qilishi) juda katta. CO
2
elektron bilan to‘qnashib 00°1 energetik holatga 
o‘tishning boshqa 10°0, 02°0 kabi energetik holatlarga nisbatan o‘tishning 
afzalligi bor. Bu afzallik 00°1→00°0 o‘tishning optik jihatdan ruxsat 
etilganligi va 00°0→10°0 o‘tishning esa, taqiqlanishi bilan tushuntiriladi. 
2)
Rezonansli ravishda 
N
2
uyg‘ongan azot molekulasidan CO
2
molekulasiga energiya uzatish, CO
2
gazida inversion ko‘chganlikni 
oshiradi
. 
51-rasmdan 
N
2
molekulasining yuqori uyg‘ongan energetik sathi, 
CO
2
molekulaning 00°1 energetik sathidan Δ
ε
q18
sm
–1 
ga farq qilishi 
ko‘rinib turibdi. Lekin, bu farq kichik bo‘lgani uchun, molekulalarning 

---

o‘zaro energiya almashishi samarali ravishda amalga oshiriladi. 
N
2
molekulasi elektron bilan to‘qnashib, asosiy energetik (
v
q0) sathdan 
uyg‘ongan yuqori (
v
q1) sathga o‘tishi, elektrorazryad yordamida juda 
samarali bo‘ladi. Uyg‘ongan azot molekulasi energiyasini faqat 
to‘qnashganda CO
2
ga beradi xolos.
Lazer nurlanishini hosil qiluvchi yuqori va pastki energetik sathlarning 
relaksasiya tezligini solishtirib qaraylik. 00°1→10°0, 00°1→02°0 va 
02°0→01°0 o‘tishlar optik jihatdan ruxsat etilgan bo‘lsa ham, ularning 
yashash vaqti (spontan o‘tish vaqti 
τ
sp
) juda kattadir. Shunga ko‘ra, 
energetik sathlarning relaksasiyasi, molekulalarning to‘qnashishi bilan 
aniqlanadi. Uyg‘ongan yuqori energetik sathlarda spontan o‘tish vaqti 
τ
cp
gazlarning bosimi bilan aniqlanadi. Misol uchun, CO
2
gazining parsial 
bosimi 1,55mm sim. ust., 
N
2
uchun 1,5mm sim. ust. va Ne uchun 12mm 
sim. ust. bo‘lganda yuqori energetik sathda CO
2 
molekulasining yashash 
vaqti 
τ
sp
q0,4ms. Pastki energetik sathlarning relaksasiyasi esa, ya‘ni 
10°0→02°0, 10°0→01°0 va 02°0→01°0 juda tez o‘tish bo‘lib (spontan 
o‘tish vaqti 1mks dan ham kichik). Haqiqatan ham, 10°0→02°0 o‘tishning 
energetik oralig‘i 
kT
dan kichik va o‘tish tez bo‘ladi. 10°0→01°0 va 
02°0→01°0 kabi ikkita o‘tishlar uyg‘onmagan va asosiy pastki energetik 
sathda joylashgan SO
2
molekula bilan to‘qnashi tufayli bajariladi: 
















)
0
01
(
)
0
01
(
)
0
00
(
)
0
02
(
)
0
01
(
)
0
01
(
)
0
00
(
)
0
10
(
1
2
1
2
0
2
0
2
1
2
1
2
0
2
0
2
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
(2.3.3) 
Shu ikkita o‘tishlarning ehtimoliyatlari juda yuqoridir, chunki energetik 
oraliqlar 
kT
energiyadan ancha kichikdir. Juda qisqa vaqt ichida uchta 
10°0, 02°0 va 01
1
0 sathlarning energetik ko‘chganliklari, issiklik tufayli 
o‘zaro muvozanatlikka erishadi. O‘sha energetik sathlardan asosiy 
energetik (00°0) sathga o‘tish tezligi kichik bo‘lsa, o‘sha sathlarda CO
2
molekulalarning to‘plamini hosil qilib, ishchi energetik sathlarda inversiya 
hosil qilishini qiyinlashtirib qo‘yadi. 10°0, 02°0 va 01
1
0 energetik 
sathlarning yashash vaqti (
τ
sp
) geliy atomlarining ishtiroki bilan aniqlanadi. 
Geliy gazining bosimini bilgan holda, o‘sha energetik sathlarning yashash 
vaqti (
τ
sp
) quyidagi formula yordamida baholanadi: 
i
i
сп
P
q



1
, (2.3.4) 
bu yerda P
i
– geliy gazining bosimi, 
q
i
– gazorazryad paytida geliy 
gazining xarakteristikasini ifodalovchi doimiylik va uning qiymati juda 
kattadir.
Geliy atomi CO
2
molekulasi bilan to‘qnashib, 10°0, 01
1
0, 02°0 
energetik sathlarda yashash vaqtini 20
mks
gacha qisqartirib, molekulani 
asosiy (00°0) sathga tushiradi. Toza holdagi SO
2
molekulasining yuqorigi 

---

uyg‘ongan ishchi energetik satxdagi yashash vaqti pastki energetik 
sathdagi yashash vaqtidan kichikdir. U holda toza CO
2
gazidan tashkil 
topgan va uzluksiz ishlaydigan lazerni yaratish qiyin bo‘ladi degan xulosa 
kelib chiqadi. Lekin, birinchi uzluksiz ishlaydigan lazer toza CO
2
gazida 
kuzatilgan edi. Chunki, gazorazryad paytida CO
2
molekulasi hosil bo‘ladi 
va u molekula CO
2
molekulasiga tegishli pastki energetik sathlarning 
relaksasiyasini tezlashtiradi. 
CO
2
- lazerlari impulsli va uzluksiz rejimda ishlaydi. Impulsli rejimda 
ishlaydigan