Lazerlarning ishlash prinsiplari

Uyg‘otishning yuqori darajalaridagi kombinatsion sochilishning aytib o‘tilgan xususiyatlari suyuqliklarda ham, kristallarda ham bo‘ladi. Gazlarda farq burchak taqsimotida bo‘ladi - antistoks sochilishi amalda lazer dastasining yo‘nalishida bo‘ladi, ya’ni halqalar kuzatilmaydi. Uyg‘otishning yuqori darajalaridagi kom­binatsion sochilish bilan birga o‘z-o‘zini fokuslash, Mandelshtam— Brillyuen majburiy sochilishi, yorug‘lik impulslari spektrining buzilishi va boshqalar kabi chiziqli bo‘lmagan hodisalar ham kuzatiladi. Shuning uchun kuzatish natijalari tajriba o‘tkaziladigan sharoitlarga (uyg‘otuvchi impulsning davom etish vaqtiga, bu impulsning fokuslanish darajasi va o‘rniga, dastaning ko‘ndalang kesimidagi yoritilganlikning taqsimotiga va shunga o‘xshashlarga) ko‘p bog‘liq, bo‘ladi va yuqorida tasvirlangan manzara hodisaning asosiy xossalarinigina o‘z ichiga oladi.

Tajribadan topilgan va sochilgan yorug‘lik hissasining kattalikning bir necha tartibiga kupayishidan iborat asosiy faktni tushuntirish uchun nurlanishning kvant nazariyasidagi umumiy qoidani, ya’ni istagan radiatsion jarayonning stimullashtirilgan analogi mavjud ekanligi to‘g‘risidagi umumiy qoidani e’tiborga olish kerak. Uyg‘otish intensivligi kam bo‘lganda yuz beradigan kombinatsion sochilish uyg‘otuvchi yorug‘likning h fotoni yo‘qolganda fotonning spontan chiqarilishidan iborat. Spontanli kombinatsion sochilishning hajm birligiga nisbatan olingan va hamma yo‘nalishlar bo‘yicha jamlangan oqimi moddaning uyg‘otuvchi nurlanish tomonidan vujudga keltiriladigan I yoritilganligiga proporsional bo‘ladi:

(20.8)

bu yerda S — moddaning sochuvchi qobiliyatini xarakterlovchi va o‘lchamligi sm^-1 bo‘lgan proporsionallik koeffitsiyenti, chunki [ ]=Vt/sm³, [I]=Vt/sm². Eksperimental ma’lumotlarga muvofiq, kombi­natsion sochilishning eng intensiv chiziqlari uchun .

Spontanli kombinatsion sochilishning majburiy kombinatsion sochilish (yoki qisqacha MKS) deb ataladigan stimullashtirilgan analogi ham fotonning yo‘qolib, fotonning chiqarilishidan iborat bo‘ladi, lekin bu jarayonning ehtimolligi uyg‘otuvchi nurlanish oqimining I zichligiga ham, sochilgan nurlanish oqimining I_s zichligiga ham proporsional bo‘ladi. Bu jarayon tufayli chastotasi bo‘lgan sochilgan nurlanish sochuvchi muhitda eksponensial qonunga muvofiq kuchayib, bu kuchayish yorug‘likning sathlari invers bandlikli muhitda A.Eynshteyn topgan majburiy chiqarish natijasida kuchayishiga o‘xshash bo‘ladi. Oxirgi holdagi kabi MKS ni sochilgan yorug‘likning uzunlik birligida kuchayish koeffitsiyenti bilan xarakterlash qulay bo‘ladi. Majburiy chiqarish holidagidek mulohaza yuritib, kuchaytirish koeffitsiyentini yorug‘likning spontanli kombinatsion sochilishining spektral zichligi orqali ifodalash mumkin. Soddagina hisob б_s ning kuyidagicha ifodalanishini kursatadi