Optik tolali lazerlar? Ularning kristallarning xossalariga ta’sirini o’rganish

Muammoni hal etilishida muallifning hissasi.
Dissertatsiya mavzusi, unda 
keltirilgan natijalar, himoyaga tavsiya etilgan holatlar, ishning ilmiy yangiligi, 
umumiy xulosalar ilmiy rahbarning bevosita ilmiy maslahatlari yordamida 
bajarilgan. 

---

8 
I bob MAVZUGA OID ADABIYOTLAR TAXLILI 
1.1. Lazerlar, ularning fizik xususiyatlari 
1939 yilda V.A.Fabrikant birinchi marta yorulikni kuchaytiradigan muxit 
hosil qilish mumkinligini va shu muxitda nur majburiy nurlanish xisobiga 
kuchaytirilishi g‘oyasini olg‘a surdi. 1953 yilda I.G.Basov bilan A.M.Proxorovlar, 
AQSH dan Ch.Tauns bilan Veberlar tomonidan santimetr to‘lqin uzunligidagi 
elektromagnit to‘lqinlarni kuchaytiradigan molekulyar generatorlar yasaldi, bu 
generatorlar mazerlar deb ataladi. 1960 yilda esa T. Meyman tomonidan qattiq 
jismli, optik diapazonida ( = 6943 A ) ishlaydigan optik generator yasaldi. 
Bunday generatorlarni lazerlar deb ataladi.
 
Nurni kuchaytiradigan aktiv muxitning 
tipiga qarab lazerlar - qattiq jismli, gazli, yarimo‘tkazgichli va suyuqlikli lazerlarga 
bo‘linadi. 
Yanada aniqroq aytganda lazerlarning turlarini sinflashda majburiy yig‘ish 
usuli ham muxim rol o‘ynaydi. Majburiy yig‘ish usullari - optik, issiqlik, 
kimyoviy, elektroionizasion va boshqa usullardan iborat bo‘ladi.
Bundan tashqari generasiyalash turi uzluksiz yoki impulsli bo‘lishi mumkin. 
Lazerlar uchta asosiy qismdan iborat bo‘ladi:
1)
Aktiv muxit - metastabil holatga ega bo‘lgan modda.
2)
Majburiy yig‘ish (optik nakachka) sistemasi - aktiv muxitda inversiyali 
joylashish holatini hosil qiladigan qurilmalar. Inversiyali joylashish holati 
deb asosiy holatdagi atomlar soniga nisbatan uyg‘ongan holatdagi 
atomlar sonining ko‘p bo‘lishiga aytiladi.
3)
Optik rezonator - lazer nurlanishini shakllantiruvchi qurilma. 
Muxitga tushgan 
chastotali nur, modda atomlaridan birining 
=(E
n
-E
m
)/

chastotasiga mos kelsa, bu holda atom E
m
E
n
xolatga o‘tsa, bu majburiy o‘tishda 
u nyrni yutadi. (E
n
> E
m
) , agar E
n
E
m
o‘tish sodir bo‘lsa, u holda tushayotgan 
nurning intensivligi muxitdan o‘tishda kuchayadi.

---

9 
Muxit orqali o‘tgan nurning intensivligi Buger qonuniga asosan aniqlanadi: 
I = I
0
E
- X
bunda, > 0 bo‘lsa, nur muxitda yutiladi, < 0 bo‘lsa, nur muxitdan o‘tishda 
kuchayadi. Kvant generatorida < 0 xolat vujudga keltiriladi. T.Meyman yasagan
birinchi qattiq jismli muxitga ega bo‘lgan lazer bilan tanishaylik.
Kuchaytirgich sifatida alyuminiy oksidi A

2
O
3
olingan bo‘lib (rubin yoki 
qizil yoqut) kristall panjarasining ba‘zi tugunlarida uch valentli Cr
3+
(0,005%-
xrom) joylashgan 
Bu qizil yoqutning uzunligi 5 sm, diametri esa 1 sm bo‘lgan sterjen 
ko‘rinishidadir. Uning asoslari o‘zaro parallel va juda yaxshi silliqlangan. 
Sterjenning bir tomoni nur o‘tkazmaydigan kumush qatlami bilan 
qoplangan, ikkinchi tomoni ham xuddi shunday kumush bilan qoplangan bo‘lib, bu 
tomon faqat 8 % nurni o‘tkazadi, xolos. Qurilmaning sxemasi 1.1 - rasmda 
keltirilgan. 
1.1-rasm 
U 
O‘tish jarayoni esa quyidagicha: nurlanish yoqut tarkibidagi xrom ionlarini 
E
0 
asosiy energetik sathdan E
1
va E
2
uyg‘ongan energetik sathlarga ko‘taradi (1.2 - 
rasm). Bu uyg‘ongan sathlarning yashash davomiyligi ancha kichik ( 16 
-7
s). 
Ulardan nurlanishsiz E
1
va E
2
sathlarga o‘tish sodir bo‘ladi. Bir-biriga yaqin 

---

10 
joylashgan bu sathlarning yashash davomiyligi anchagina katta =5
.
16
-3
s. Bunday 
sathlarni metastabil sathlar deyiladi. Metastabil sathlardagi ionlarning biroz 
spontan nurlanishi ham sodir bo‘ladi. Kristall o‘qi bo‘ylab haraktlanayotgan 
fotonlar qaytaruvchi asoslardan ko‘p marta qaytadi, bu harakat davomida ko‘p 
sonli majburiy nurlanishlar vujudga keladi. Natijada fotonlarning kuchli oqimi 
kristallning shaffof tomonidagi asosi orqali tashqariga chiqadi. Shundan so‘ng 
tashqi manbaidan yana energiya olinadi va jarayonlar bayon qilingan ketma-
ketlikda takrorlanaveradi. 
Е
2
Nurlanishsiz 
o‘tish 
E
2
E
1
Е
1
Y 
s.n
N 
s.n 
=0.6943 mkm
m.n 
1.
2
-rasm 
Metastabil sathda yig‘ilgan energiya shu jismning o‘zida spontan nurlanish 
sifatida ajralib chiqadi, ya‘ni lazer generator vazifasini bajaradi. Shuning uchun 
lazerni kvant generatori deb ataladi. Agar metastabil sathdagi majburiy nurlanish 
tashqi ta‘sir tufayli vujudga kelsa, lazer kirish signalini kuchaytirgan bo‘ladi. 
Bunday lazerni kvant kuchaytirgich deyiladi. 
Birinchi gazli lazer 1961 yilda neon va geliy gazi aralashmasi asosida 
yaratildi. Maolumki gazlar ingichka yutilish chiziqlariga ega bo‘lgani uchun gazli 
lazerlarda majburiy yig‘ish elektr razryadi orqali amalga oshiriladi. Geliy - neonli 
lazerda majburiy yig‘ish ikki bosqichda amalga oshiriladi: geliy energiya tashuvchi 
vazifasini bajarsa, neon nurlanish hosil qiladi; gaz razryadida hosil bo‘lgan 
elektronlar to‘qnashishi natijasida geliy atomini uyg‘otadi va 3 - holatga o‘tadi 

---

11 
(1.3-rasm). Uyg‘ongan geliy atomi neon atomlari bilan to‘qnashib, ularni uyotadi 
va ular geliy satxiga yaqin bo‘lgan neonning yuqori sathlaridan biriga o‘tadi. Neon 
atomlarini 3-sathdan quyi sathlardan biriga o‘tishi 
=0,6328 mkm. li to‘lqin 
uzunlikdagi lazer nurlanishini vujudga keltiradi. 
1 
2 
=06328 mkm
He 
Ne 
3 
1.
3
-rasm 
Lazer nurlari quyidagi xossalarga ega: 
1) Ular yuqori darajada kogerent va dastasi esa nihoyatda ingichka. 
2) O‘ta monoxromatik (
16
-16
mkm). 
3) Katta quvvatli: masalan, W=20 J energiya bilan majburiy yig‘ish (optik 
nakachka) va 16
-3
s nurlantirilsa, nurlanish oqimi 
=2 
.
16
-4
J/s, R= 2
.
16
16
Vt/m
2
. 
4) Tarqalish burchagi (ingichka) juda kichik 
hozirgi paytda f.i.k. 0,01 % — 75 % bo‘lgan lazerlar mavjud. Lekin 
ko‘pchilik lazerlarning f.i.k. i 0,1 - 1% oraliqda bo‘ladi. Uy temperaturasida 
uzluksiz ishlaydigan quvvatli SO
2
lazer yaratildi. Bu lazer to‘lqin uzunligi =16,6 
mkm bo‘lgan infraqizil elektromagnit to‘lqinlarni ishlab chiqaradi. Uning f.i.k. 
30% dan yuqoridir. Lazer nurlardan metallarni kesishda, payvandlashda, 
buyumlardagi nuqsonlarni aniqlashda, medisinada nozik operasiyalarni bajarishda, 
nihoyatda toza materiallar olishda, o‘lchash texnikasida, aloqada ham keng 
foydalaniladi.

---

12