|
Yorug`likning o`ta qisqa impulslarini generatsiyalash
|
| bet | 10/12 | | Sana | 19.05.2024 | | Hajmi | 37,32 Kb. | | #243739 |
Bog'liq lazerlar2.2. Yorug`likning o`ta qisqa impulslarini generatsiyalash
Optik kvant generatorlarining shunday ish rejimlari mavjudgi,bunday rejimlarda chiqayotgan nurlanish yorug`likning ekvidistant,juda qisqa impuslarining ketma-ketligi ko`rinishida bo`ladi.Bunday rejimda ishlayotgan lazer nurlanishi quvvatining vaqtga bog`liqligi 2.2.1-rasmda ko`rsatilgan.Har bir implusning davom etish vaqti taxminan 5 s ga teng bo`lib,ketma-ket chiqqan impulslar o`rtasidagi vaqt bir siklning T= (davriga bu holda 6.8 s) rosa teng.Impulslarining to`lqin soni neodim ioni sathlarida invers balandlikning mavjud bo`lishi vaqti bilan aniqlanadi.
Yuqorida bayon qilingan va o`ta qisqa impulslar generatsiyalash rejimi deb ataladigan rejim ko`p lazerlarda amalga oshiriladi.Bazan bunday rejim o`z-o`zidan paydo bo`ladi,lekin bu holda qo`shni impluslar o`rtasidagi masofa ularning kengliklaridan bir necha marta gina katta.Juda impluslar hosil qilish uchun mahsus metodlar qo`llaniladi.Ularning bazilari zezanator asilligining davriy modulyatsiyasidan ( ga teng davr bilan)iborat.Boshqa metodlarda o`ta qisqa metodlar generatsiyasi rezanator ichiga maxsus filtirlar kiritish natijasida vujudga keltirilib,bu filtirlarning koeffisientlari nurlanishning intensivligi katta bo`lganda keskin kamayadi.
Yorug`lik dastasining shunday o`ziga xos vaqt strukyurasi bilan tebranishlarning hosil qilingan tiplarining xususiyatlari o`rtasidagi aloqani aniqlash uchun quyidagi sxemalashtirilgan holni ko`rib chiqamiz.Lazer tebranishlarining aksial (o`q bo`ylab yo`nalgan ) tiplarining xususiy chastotalari (bu yerda j=0,1,2,.....N-1) bo`lgan N tasi hosil qilingan bo`lib, tebranish tiplarining boshlang`ich fazalari va amplitudalari bir xil bo`lsin.Uholda rezanatorning biror nuqtasidagi maydon quyidagi yig`indi bilan aniqlanadi:
T=0 paytda hamma tebranishlarning fazalari teng bo`lib,maydonning amplitudasi NA ga teng .Bundan keyingi paytlarda chastotalar farqi tufayli (2.2.1)yig`indining hadlarida fazalar o`zgaradi, tebranish tiplari bir-birini so`ndiradi va biror vaqt o`tgandan so`ng tebranish tiplari butunlay so`nadi,ya`ni maydonning amplitudasi nolga aylanadi.Haqiqattan ham mulohazalarni soddalashtirish uchun tebranish tiplarining N soni juft bo`lsin deb hisoblaylik; u holda
Tenglikdan aniqlangan vaqt davomida tebranishlarning j-va (j+ )-tiplari o`rtasida gateng fazalar farqi paydo bo`ladi,natijada tebranishlarning birinchi va ( )-tipi,ikkinchi va ( tipi,......,( ) va N-tipida bir-birini so`ndiradi.To`liq so`ndirish ga karrali bo`lgan vaqt intervallaridan keyin ham kuzatiladi,lekin faqat qo`shni(j- va (j+1)-) tebranishlar fazalarining farqi 2 ga teng bo`lguncha kuzatiladi,chunki o`sha paytda tebranishlarning hamma turlari sinfazali bo`ladi va maydonning amplitudasi yana AN ga teng bo`ladi. Sinfazalikning qaytish payti t=T bo`ladi, chunki Bundan keyin yuqorida ko`rsatilgan manzara T davr bilan takrorlanadi.
Hodisaningmiqdoriy tarifiga (2.2.1) da N ta tebranish joylash orqali orqali erishiladi, hisoblash natijalari quyidagi ko`rinishda ifodalash mumkin.
Amplitudaning vaqtga bog`liqligi difraksion panjara nazariyasida uchragan ko`paytuvchi bilan ifodalanishi tushinarli,chunki ikkala holda ham fazalari arifmetik progressiya tashkil qiladi N ta tebranishlar qo`shiladi.Faqat fazaning o`sib borishining fizik tabiatida bo`ladi:Difraksion panjarada turli shitrixlarda kelayotgan tebranishlarning fazalar burchagi dfraksiya bilan birga o`zgaradi, bu hilda esa faza vaqt o`tishi bilan o`zgaradi .
Shunday qilib yuqorida keltirilgan muloxazalarga va tajribaga muvofiq ravishda ketma-ket kelgan impluslar o`rtasidagi T interval siklning davom etish vaqtiga teng, yani Har bir implusning davom etish vaqti spektirning tebranishlarining hosil qilingan tiplariga mos bo`lgan qismining kengligiga teskari proparsionaldir,yani T bilan o`rtasidagi bu munosabatlar tajribada tasdiqlanagi.
Yuqorida ko`rsatilgan N ko`paytmaning son qiymati invers bandlikka ega bo`lgan sathlar o`rtasidagi o`tishga mos bo`lgan spktral chiziqning kengligiga proparsional, chunki spektrning aynino`sha qismida kuchaytirish koeffisienti katta qiymatga ega.Massalar, agar N bo`lgan (bu 5.3 1/sm ga mos bo`ladi) u holda 2.2.1-rasmda ko`rsatilgan holda kattaliklar xuddi shunday son qiymatlarga ega. Nazariy hisoblar kattalikni yana 10-100 marta kamaytirishga umid bog`laydi. Boshqa so`z bilan aytganda, davri ( ) ga teng bo`lgan atigi bir necha tebranishdan tashkil bo`lgan to`lqin sugini vujudga keltirish mumkin bo`lsa kerak.
Muhokama qilinayotga hodisaning kuzatilishida (1966-y) ilgari lazerlardan foydalanmasdan olingan eng qisqa yorug`lik impluslari uzluksiz nurlanishdan `Kerr effektiga asoslangan elektrooptik zatvorlar yordamida hosil qilinar edi.Impluslarning eng qisqa davon etish vaqti taxminan s bo`lib, lazerlar beradigan impluslarning davom etish vaqtidan bir necha tartibga katta.
O`ta qisqa ipluslarning mavjudligi va tebranishlarning ko`p tiplari o`rtasidagi qatiy sinfazali haqidagi fikirlar fizika nuqtai nazaridan ekvivalent ekanligi yuqorida keltirilgan muloxazalardan ko`rinadi: fikirning birinchisi hodisani vaqt tilida bayon qilishga, ikkinchisi esa spertiral tilda bayon qilishga mos keladi.Shuning uchun o`ta qisqa impluslar generatsiya qilish rejimini belgilash uchun tebranish tiplari snhronlashtirilgan lazerning nurlanishi degan termindan foydalaniladi.
|
| |
