Лазерлердин мууну

Лазерлердин мууну
Лазерлердин пайда болушун Эйнштейн 1916-жылы "өзүнөн-өзү жана стимулданган нурлануу" теориясы менен сунуштаган. Бул теория заманбап лазердик системалардын физикалык негизин түзөт. Фотондор менен атомдордун өз ара аракеттенүүсү үч өткөөл процесске алып келиши мүмкүн: стимулданган сиңирүү, өзүнөн-өзү нурлануу жана стимулданган нурлануу. Стимулданган нурлануу туруктуу жана туруктуу болгон учурда, лазерлерди алууга болот. Ошондуктан, атайын түзүлүштөрдү - лазерлерди - өндүрүү керек. Лазердин курамы, адатта, үч негизги бөлүктөн турат: жумушчу зат, козгоочу түзүлүш жана оптикалык резонатор.

1. Жумушчу зат

Лазердеги лазердик жарыкты пайда кыла алган зат жумушчу зат деп аталат. Кадимки шарттарда, ар бир энергия деңгээлиндеги заттагы атомдук сандардын бөлүштүрүлүшү нормалдуу бөлүштүрүү болуп саналат. Төмөнкү энергия деңгээлиндеги атомдордун саны ар дайым жогорку энергия деңгээлиндегиден көп болот. Ошондуктан, жарык люминесценттик заттын нормалдуу абалынан өткөндө, сиңирүү процесси басымдуулук кылат жана жарык ар дайым алсырайт. Люминесценттик заттан өткөндөн кийин жарыкты күчөтүү жана жарыктын күчөшүнө жетүү үчүн, стимулдаштырылган нурланууну басымдуулук кылуу керек. Жогорку энергия деңгээлиндеги атомдордун санын төмөнкү энергия деңгээлиндегиден көп кылуу үчүн, бул бөлүштүрүү нормалдуу бөлүштүрүүгө карама-каршы келет жана бөлүкчөлөрдүн санынын инверсиясы деп аталат.
2. Козгогуч түзүлүш
Козготкуч түзүлүштүн функциясы - төмөнкү энергия деңгээлиндеги атомдорду жогорку энергия деңгээлине дүүлүктүрүү, бул жумушчу заттын бөлүкчөлөр санынын инверсиясына жетишине мүмкүндүк берет. Заттын энергия деңгээлдерине негизги абал жана дүүлүккөн абал, ошондой эле метастабилдүү абал кирет. Метастабилдүү абал негизги абалга караганда анча туруктуу эмес, бирок дүүлүккөн абалга караганда алда канча туруктуу. Салыштырмалуу айтканда, атомдор метастабилдүү абалда узак убакытка чейин кала алышат. Мисалы, рубиндеги хром иондору (Cr3+) 10-3 секунддук өмүр сүрүү мөөнөтү менен метастабилдүү абалга ээ. Жумушчу зат дүүлүккөндөн жана бөлүкчөлөр санынын инверсиясына жеткенден кийин, башында, өзүнөн-өзү нурлануу менен бөлүнүп чыккан фотондордун ар кандай таралуу багыттарынан улам, стимулданган нурлануу фотондору да ар кандай таралуу багыттарына ээ жана чыгарууда жана жутулууда көптөгөн жоготуулар болот; туруктуу лазердик чыгарууну түзүү мүмкүн эмес. Стимулданган нурлануунун жумушчу заттын чектелген көлөмүндө улантылышы үчүн, жарыкты тандоого жана күчөтүүгө жетишүү үчүн оптикалык резонатор керек.
3. Оптикалык резонатор
Бул жумушчу заттын эки учуна, негизги огуна перпендикуляр орнотулган өз ара параллель чагылдыруучу күзгүлөрдүн жубу. Бир учу толук чагылдыруучу күзгү (чагылуу ылдамдыгы 100%), ал эми экинчи учу жарым-жартылай тунук жана жарым-жартылай чагылдыруучу күзгү (чагылуу ылдамдыгы 90% дан 99% га чейин).
Резонатордун функциялары: 1. оптикалык күчөтүүнү түзүү жана сактоо; 2. Чыгуучу жарыктын багытын тандоо; 3. Чыгуучу жарыктын толкун узундугун тандоо. Ар кандай факторлорго байланыштуу белгилүү бир жумушчу зат үчүн чыгарылган жарыктын чыныгы толкун узундугу уникалдуу эмес жана спектрдин белгилүү бир туурасы бар. Резонатор жыштыкты тандоо ролун аткара алат, бул лазердин монохроматтуулугун жакшыртат.