• П5СГ^
  • Bob. Lazerlarning tadqiqotlarda qo’llanishi.
  • Mavzu: lazerlarning ishlash prinsiplari




    Download 0.85 Mb.
    bet5/9
    Sana22.02.2023
    Hajmi0.85 Mb.
    #43192
    1   2   3   4   5   6   7   8   9
    Bog'liq
    lazerlarning ishlas prinsiplari
    АМИР ТЕМУР, 4.4 Atrofimizdagi tovushlar 2-dars (2), Turkistonda arxeologiya xavaskorlari, Ўралов Шохрух Элдор ўғли, @yosh ustozlar ochiq dars matematika 6 sinf, 8-laborotorya ishi, 1 ON Variant QQ (2), 22, aylana 3, Dasturlashda Vazifalar 3 (1), Normo\'minova Risolat, fotelektron asboblar, differensial kuchaytirgich, Abdullayev Sanjarbek
    l a t 1 3 t П5СГ^ E. i | 1 . g | 1 1 £ 1 1 £ 1 !*i
    1 о 1 1 о ,
    e-i
    'Si 1g,
    77' 1 ^ 1 77 1 ^








    rasm. Geliy va neon atomlarining energetik sathlari.


    Agar razryad trubkasiga geliy kirgizsak, ahvol butunlay o‘zgaradi. Geliy 20.3-rasmning chap tomonida ko‘rsatilgan uzoq yashovchi (metastabil) ikki Е
    ' E
    2
    '
    holatga ega, bu holatlar elektronlar bilan to‘qnashish vaqtida uyg‘onadi va ularning yashash vaqti katta bo‘lgani sababli geliyning metastabil atomlarining razryaddagi konsentratsiyasi katta bo‘ladi. Geliyning metastabil holatlarining E3', E2' energiyalari neonning E2, E3 energiyasiga yaqin, bu hol geliy bilan neon to‘qnashganda uygonish energiyasining geliydan neonga uzatilishi uchun qulaydir. Bu jarayonlar gorizontal punktir strelkalar yordamida simvolik ravishda ko‘rsatilgan. Natijada Е3, Е2 sathlarda joylashgan neon atomlarining konsentratsiyasi keskin ortadi, E2 va E3 sathlar invers ravishda bandlanadi, E2 va Е1 sathlarning bandliklar farqi esa bir necha marta ko‘payadi. Demak, neonga geliyning (taxminan 5:1-10:1 munosabatda qo‘shilishi Geliy-neon lazerlaridagi generatsiya uchun juda muhim.
    Aniq miqdoriy tekshirishlar geley-neon lazeri nurlanishining (A=632,8 nm) fazoviy kogerentlik darajasi (12 birga yaqin ekanligini ko‘rsatadi. Masalan, dastaning ko‘ndalang kesimidagi intensivligi o‘qdagi maksimal intensivliklikning 0,1% iga teng bo‘lgan nuqtalar uchun oqimning kogerent
    о
    bo‘lmagan 1-y12 taxminan 10- ga teng bo‘lib, o‘qdagi nuqtalar uchun taxminan 10-5 ga teng Hisoblar lazer nurlanishining kogerent bo‘lmagan qismining qiymatlari yuqorida ko‘rsatilganidek bo‘lishiga uning aktiv muhitdagi spontan chiqarish sababchi ekanligini ko‘rsatadi.
    Geliy-neon lazeri yuqori darajada kogerent bo‘lgani tufayli turli xil interferensiya va difraksiya hodisalarini teshirishda qo‘llanilishi kerak bo‘lgan uzluksiz monoxromatik nurlanishning juda yaxshi manbai bo‘lib, bunday tekshirishlarni oddiy yorug‘lik manbalari bilan o‘tkazish uchun maxsus apparaturadan foydalanish zarur bo‘lar edi. Geliy-neon lazerlarining turli xildagi variantlari biologik tekshirishlarda, lazerli aloqa sistemalarida,




    golografiyada, mashinasozlikda, tabiiyot va texnikaning boshqa ko‘p sohalarida keng qo‘llaniladigan bo‘ldi.

    1. Bob. Lazerlarning tadqiqotlarda qo’llanishi.

    1. Lazerlarning tibbiy diagnostikasi va moddalarning tahliliga ishlatilishi.

    Qattiq jismlardan tayyorlangan lazerda (mas, yoqutli lazerda) 0,05%
    3+
    gacha xrom (Sg ) ionlari (aktivator) qo'shilgan alyuminiy oksid (Ai2O3) dan tayyorlangan kizil kristalll shisha tayoqcha ishlatiladi. Bunda yoqut silindr shaklida bo'lib, yoqut o'qining ikki uchiga optik rezonator hosil qiluvchi ko'zgular joylashtirilgan. Impulsli lampadan chiqayotgan yorug'lik tebrantirishni vujudga keltiradi. Lampaning yorug'ligi yoqutga tushganda, xrom ionlari lampadan chiqayotgan radiatsiya spektrining yashil va sarik, qismlarini yutib "uyg'ongan" aktivlashgan holatga o'tadi. Natijada nurlanishga tayyor aktiv muhit hosil bo'ladi va yoqutning o'qi bo'ylab ko'zguga tik yo'nalgan jala shaklida ko'payib boruvchi yorug'lik kvantlari paydo bo'ladi. Yoqutli lazerlarda generatsiyalanayotgan yorug'likning quvvati 20 kVt gacha yetadi. Ularning f.i.k. 0,1% dan 10% gacha. Lazer nuri generatsiyasi aktivatorning energiya sathlari orasidan o'tishiga bog'liq. Unda hosil bo'lgan infraqizil nurning to'lqin uzunligi 0,69 mkm. Qattiq
    3+
    jismli lazerlardan neodim lazerida aktiv modda vazifasini neodim (Nd ) ionlari qo'shilgan shisha (CaWO4) tayoqchadan foydalaniladi. Bu lazer lazer 1,06 mkm li infraqizil nur chiqaradi.
    Suyuq jismlardan tayyorlangan lazerda aktiv modda o'rnida "Rodamin- 6J", piranin, tripaflavin va boshqa ishlati-ladi. Bo'yoqni erituvchi sifatida spirt, atseton, toluol va boshqalardan foydalanib, aktiv modda shisha




    kyuvetaga joylash-tiriladi (2rasm). Azot lazer yordamida uyg'otiladigan bo'yoq lazerning sxematik tuzilishi ko'rsatilgan. Gazli lazerda [bi-rinchi gazli lazer (He-Ne) aralashmasida amerikalik olim A. Javan tomonidan yaratilgan] aktiv muhit gaz (yoki gaz aralashmasi)dan bo'ladi. Mac, geliy- neon (Ne—Ie)li aktiv muhit
    geliy va neon gazlar aralashmasidan iborat (3-rasm). Gaz aralashmasi elektr razryadi bilan aktivlashgan holatga keladi. Bun-day lazerda generatsiya Ne ning sathlar orasidan o'tishida sodir bo'ladi. Bunda 3 ta to'lqin uzunlikdagi nur chiqadi: ^=0,63 mkm (qizil nur), ^2=1,15mkm va A^=3,39 mkm (infraqizil nurlar). Gazli lazerdan (Co2+n2) A=10,6 mkm uzunlikdagi nur chiqadi. ionli va kimyoviy lazerlar ham gazli lazer hisoblanadi. ionli lazerda aktiv muhit-ionlashgan atomlar, kimyoviy lazerda esa kimyoviy reak- siyalarda "uyg'ongan" holatga o'tgan atomlar bo'ladi (ion sathlarda ishlovchi argon lazeri ko'k nur chiqaradi). o'zbekiston milliy unti (o'zmu)ning kvant radiofizika kafedrasida o'ta yuqori chastota sohasiga oid tranzistorli avtogeneratorlarda ishlovchi ixcham yengil lazeri yaratilgan.
    Faol muhiti shisha bo’lgan lazerlarda aralshma sifatida neoden (Nd) , disproziy (Dy) , samariy (Sm) atomlaridan foydalaniladi.
    Geliy-neon lazerlari quvvati bir necha o’n millivattga teng monoxromatik, yaxshi kollimatsiyalangan dasta nurlantiradi, imoulsli va uzluksiz rejimlarda ishlaydi, tuzilishi soda va ishlatilishi qiyosan bexatardir. Bunday lazerlar soektrning ham ko’rinuvchan, ham infraqizil sohalarida nurlanish hosil qiladi. Ular nurlanishining to’lqin uzunligi spektrning ko’rinuvchi sohasida uning qizil qismiga ( ) to’g’ri kelib, spektrning infraqizil sohasida esa to’lqin uzunligi 1150 va 3390 nm gat eng bo’ladi. Bunday turdagi asboblar laboratoriyada qo’llaniladigan lazerning keng tarqalganturi bo’lib, bunda nurlanishning parametrlariga qo’yilgan talablar yuqorida ko’rsatilgan shartlar bilan cheklanadi.




    Geliy-neon lazerining prinsipial sxemasi rasmda ko’rsatilgan. Bu yerda 1-diametri bir necha millimetr va uzunligi bir necha o’n santimetrdan

      1. m gacha va undan ortiq bo’lgan gaz razryad shihsa trubkasi. Trubkaning ko’ndalang yonlari trubka o’qiga Bryuster burchagi hosil qilib joylashgan yassi-parallel shisha yoki kvars plastinkalar bilan yopilgan. Bu plastinkalarning

    trubka o’qi bo’yicha tarqalayotgan hamda plastinkalarga yurug’lik tushish tekisligida qutblangan nurlanish uchun qaytarish koeffitsiyentlari nolga teng.
    Geliyning trubkadagi bosimi taxminan 1 mm sim.ust.ga, neonning bosimi esa 0.1 mm sim.ust. ga teng. Trubkada past voltli manba yordamida qizdiriladigan 2 katod va silindrsimon bo’sh 3 anod bor. Trubkadagi anod bilan katod o’rtasida 1-2.5 kv gacha kuchlanish ulanadi. Trubkaning razryad toki bir necha o’n milliamperga teng. Geliy-neon lazerining razryad trubkasi

    1. ko’zgular o’rtasiga qo’yiladi. Odatda sfera shaklida ishlangan bu ko’zgular ko’p qatlamli dielektrikm qoplamali qilib yasalib, bu qoplamalarning qaytarish koessitsiyentlari katta qiymatlarga ega bo’lib, yorug’likni qariyb yutmaydi. Bir ko’zguning o’tkazishi odatda 2% ga teng, ikkinchisiniki esa 1% dan kam bo’ladi.

    Trubkaning katodi qizdirilgan hamda anod kuchlanishi ulangan bo’lsa, trubka yorug’lanadi va gaz-razryadining pushti rang ustuni yaqqol ko’rinadi. Ishlab turgan trubkaning tashqi ko’rinishi gaz razryad neon reklama trubkalariga o’xshash bo’ladi. Agar bu trubkaning yo’naltirilmagan nurlanishini spektroskop yordamida kuzatsak, neonning ko’rinuvchan spektrning turli sohalarida joylashgan ko’p spektral chiziqlarining to’plamini va geliy yorug’lanishining sariq chiziqlarini ko’ramiz.
    Ko’zgular to’g’ri joylashtirilgan bo’lsa, ikkala ko’zgu (ayniqsa o’tkazish koeffitsiyenti katta bo’lgan ko’zgu) orqali to’lqin uzunligi 632.8 nm bo’lgan monoxromatik (qizil) yorug’likning yaxshi kollimatsiyalangan




    intensive dastalarining tarqalayotganini ko’ramiz. Bu dastalar geliy-neon lazerining nurlanish generatsiyalashi natijasida paydo bo’ladi. Uning spektrida to’lqin uzunligi 632.8 nm ga teng bo’lgan chiziqqina bo’ladi.
    O’sha lazer yoqdamida infraqizil nurlanish generatsiyalash va kuzatish uchun gaz-razryad trubkasining ko’ndalang yonlaridagi oynalar infraqizil nurlanish uchun shaffof bo’lishi , rezonatorning ko’zgulari spektrning infraqizil sohasida yuqori qaytarish koeffitsientiga ega bo’lishi va nihoyat infraqizil
    nurlanishga sezgir qabul qilgichga , masalan bolometr yoki fotodiodga ega bo’lishi kerak.
    Neon sathlarining invers bandligini taminlaydigan protseslarini qisqacha muhokama qilaylik. Rasmda neon atomining energetik sathlarining soddalashtirilgsn sxemasi ko’rsatilgan (o’ng tomonda). To’lqin uzunligi 632.8 va 1150 nm ga teng bo’lgan nurlanishga va o’tishlar mos keladi. Neon atomi , , sathlardan tashqari energiyalari dan kam bo’lgan 28 ta holatga ega bo’lib, ularning biz uchun ahamiyati yo’q va rasmda ular ko’rsatilmagan. Gaz-razryad plazmasining elektronlari bilan to’qnashish natijasida atomlarning bir qismi uyg’onadi, bu hol rasmda vertikal punktir strelkalar bilan ko’rsatilgan. Razryadning ma'lum rejimlarida va
    sathlarning invers bandligi uchun bu protses yetarli bo’lar ekan. Lekin nm to’lqin uzunliklarga mos keladigan o’tishlar bo’ladigan , va , sathlar invers ravishda bandlanmagan bo’ladi.
    Agar razryad turubkasiga geliy kirgizsak ahvol butunlay o'zgaradi geli
    uzoq yashavchi metalstabil ikki E2 , E3 holatiga ega ; bu holatlar elektronlar bilan to'qnashish vaqtida uyg'onadi va ularning yashash vaqti katta bo'lgani sababli geliyning metastabil atamlarining razryadidagi konsentratsiyasi katta bo'ladi geliyning metastabil holatlarining E3 , E2


    neonning E3, E2 energiyalariga yaqin bo'lib, bu hol geliy bilan neon to'qnashganda uyg'onish energiyasining gelidan neonga uzatilishi uchun qulaydir bu prosesslar gorizontal punkttir strelkalar yoprdamida simvolik ravishda ko'rsatilgan. Natijada E3 E2 sathlarida joylashgan neon atomlarining konsentratsiyasi keskin ortadi E3 , E1 sathlarning bandliklar farqi esa bir necha marta ko'payadi. Demak neonga gelining (taxminan 5 :


    1 - 10 : 1 munosabatda) qo'shilishi geliy - neon lazerlaridagi generatsiyasi uchunjuda muhim
    Geliy - neon lazeri aktiv muhitning optik jihatdan yuqori darajada bir jinsli bo'lishi nurlanishni kollimasiyalashda va uning fazoviy
    kogerentligida
    difraksion chegaraga oson yaqinlashishga imkon beradi agar Yung tajribasidagi tirqishlarni lazerdan chiqayotgan yorug'lik dastasi ko'ndalang kesimining chekkalarigacha sursak yuqorida aytilganlarni ko'rsatish oson bo'ladi. Bunda interferensiya manzarasining ko'rinuvchanligi o'zgarmay turadi.
    Aniq miqdoriy tekshirishlar geliy-neon lazeri nurlanishining (A=632.8 nm) fazoviy kogerentlik darajasi y1 2 biga yaqin ekanligini ko'rsatdi. Masalan dastaning ko'ndalang kesimidagi intensivligi o'qdagi intensivlikning 0.1% iga teng bo'lgan nuqtalar uchun oqimning kogerent bo'lmagan 1 - y1 2 qismi taxminan 10-3 ga teng bo'lib o'qdagi nuqtalar uchun taxminan 10-5ga teng. Hisoblar lazer nurlanishining kogerent bo'lmagan qismining qiymatlari yuqorida ko'rsatilgandek bo'lishiga uning aktiv muhitidagi spontdan chiqarish sababchi ekanligini ko'rsatadi.
    Geliy-neon lazeri yuqori darajada kogerent bo'lgani tufayli turli xil interferensiya va difraksiya xodisalarni tekshirishda qo'llanishi kerak bo'lgam uzluksiz monoxromatik nurlanishning juda yaxshi manbayi bo'lib, bunday tekshirishlarni oddiy yorug'lik manbalari bilan o'tkazish uchun




    -

    1
    /r









    V' |



















    - :

    i i i |
    I i
    -




    tiff
    : : . ■-

    - -




    ! - \ * к


    He-Ne lazer energetik sathlari.


    Generatsiya to' Icjin uzunligi:

    1. 03 mm 1.15 mm ва 3.39 mm

    Lazer nurlanishining kvazimonoxromatik komponentlari joylashishi mumkin bo'lgan spektral interval invers bandlikka ega bo'lgan sathlar o'rtasidagi o'tishga mos bo'lgan chiziqning kengligidan bir oz kichik, unga proporsional bo'lishi kerakligi ko'ramiz. Geliy-neon va yoqut lazerlarida chiziqlarning kengligi mos ravishda 0.03sm va 20smga, yuqorida aytilgan spektral intervallar esa 0.01sm va 1 smga teng aktiv muhiti bo'yoqlarning eritmalari bo'lgan optik kvant generatorlarida muhokama qilinayotgan parametrlarining qiymatlari ancha kattadir. Bo'yoqlar kimyoviy jihatdan qiyosan murakkab organik molekulalardan iborat bo'lib, bu molekulalarning fotolyumensensiya spektri minglab sm ga cho'ziladi.
    Shunga mos ravishda spektrning bo'yoqlardan foydalanib generatsiya qilish mumkin bo'lgan qismlarning kengliklari ham yuzlab bazan minglab smni tashkil qiladi .



    Download 0.85 Mb.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9




    Download 0.85 Mb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    Mavzu: lazerlarning ishlash prinsiplari

    Download 0.85 Mb.