|
Mavzu: lazerlarning ishlash prinsiplari
|
| bet | 7/9 | | Sana | 22.02.2023 | | Hajmi | 0.85 Mb. | | #43192 |
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 Sanjarbek8Е -St > П. (20.7)
Kvant mexanikasining dastlabki prinsiplariga ko‘ra, bu munosabat, sistema energiyasini o‘lchash aniqligi SE va sistema energiyasini o‘lchash uchun ketgan St vaqt oralig‘i o‘rtasidagi munosabati bilan tushuntiriladi.
rasm
Yorug‘likning majburiy kombinatsion sochilishi Yorug‘likning kombinatsion sochilishi 1962 yilda Vudbyorilar tomonidan kashf etilgan. Sochilgan yorug‘lik spektrida tushayotgan yorug‘likdan chastota bo‘yicha molekulalar ichidagi tebranishlarning chastotalariga teng kattaliklarga farq qiluvchi chiziqlar mavjudligi haqida gapirilgan edi. Kogerent bo‘lmagan nurlanish manbalariga xos bo‘lgan qiyosan kichik yoritilganliklar uchun kombinatsion sochilishning intensivligi juda kam: hattoki juda kuchli chiziqlar (benzol uchun Ау = щ /2жс = 992cm 1 va
1 3
nitrobenzol uchun 1345 sm ) uchun 1 sm ga sochilgan yorug‘lik oqimi
/2 rj Q Q
uyg‘otuvchi oqimning 10- -10- qismini tashkil qiladi. Yoritilganlik 10-10 Vt/sm ga teng bo‘lganda (bunga quvvatli impuls, lazerlari yordamida erishish mumkin), sochilgan oqimning hissasi keskin o‘sadi va bir necha o‘n protsentga yetadi. Intensivlikning bunday ortishi kombinatsion sochilishning barcha chiziqlariga emas, balki intensivligi eng katta bo‘lgan chiziqlarigagina taalluqli bo‘ladi. Chastotalari a±a, ga teng birinchi tartibli chiziqlardan tashqari, yuqoriroq tartibli chiziqlar (m± 2щ , m± Щ chastotalar) ham paydo bo‘ladi.
Nihoyat, sochilish yaqqol ko‘rinadigan yo‘naltirilgan xarakterga ega bo‘ladi.
Tajribaning chizmasi 20.5-rasmda ko‘rsatilgan. Lazer nurlanishining dastasi K sochuvchi modda orqali o‘tadi va S svetofiltr yordamida filtrlanadi, natijada ЕЕ ekranda faqat chastotasi o‘zgargan sochilgan yorug‘lik
kuzatiladi. Ekran yoritilganligining taqsimoti 20.5-rasmning o‘ng tomonida sxematik ravishda ko‘rsatilgan.
rasm. Majburiy kombinatsion sochilishni kuzatish tajribasining chizmasi
Uyg‘otuvchi dastaning yo‘nalishiga mos bo‘lgan o‘qdagi nuqta yaqinida Stoks nurlanishi (w-пц, n = 1,2...) to‘plangan. Antistoks komponentalar (
ю + пюг) konsentrik halqalar tarzida joylashgan bo‘lib, bu halqalarniig radiuslari chastota silj ishining o‘sishi bilan ortadi. Antistoks komponentalar uygotuvchi dastaning yo‘nalishi bo‘yichagina kuzatilib, Stoks komponentalari esa qarama-qarshi yo‘nalishda ham. tarqalishi mumkin.
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 km fotoni yo‘qolganda hmS (m^ = m -щ) 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:
Ф, = CI, (20.8)
bu yerda S — moddaning sochuvchi qobiliyatini xarakterlovchi va o‘lchamligi sm bo‘lgan proporsionallik koeffitsiyenti, chunki [ ]=Vt/sm, [I]=Vt/sm . Eksperimental ma’lumotlarga muvofiq, kombinatsion sochilishning eng intensiv chiziqlari uchun . С * 10- -10-7 см 1
Spontanli kombinatsion sochilishning majburiy kombinatsion sockilisk (yoki qisqacha MKS) deb ataladigan stimullashtirilgan analogi ham hm fotonning yo‘qolib, hm fotonning chiqarilishidan iborat bo‘ladi, lekin bu jarayonning ehtimolligi uyg‘otuvchi nurlanish oqimining I zichligiga ham, sochilgan nurlanish oqimining Is zichligiga ham proporsional bo‘ladi. Bu jarayon tufayli chastotasi щ 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 as 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 6s ning kuyidagicha ifodalanishini kursatadi
с = ы2,С1 (20.9)
' 4Ж has
bu yerda XS va G kombinatsion sochilish chizig‘ining to‘lqin uzunligi va spektral kengligi. Yoqutli lazer nurlanishi benzolda X = 694 nm, XS = 750 nm, Г=0,251012 s'1, S=10'6 sm1, I=l0 Bt/sm2 sochilgan holda kuchaytirish koeffitsiyentining qiymatini baholash natijasida aS=20 sm'1 ekanini topamiz. Bu esa ko‘rsatilgan sharoitlarda kombinatsion sochilish d=1sm uzunlikda exp( aSd )=е xr(20)=1086 marta kuchayishini, ya’ni intensivlik bo‘yicha uyg‘otuvchi nurlanish bilan tenglashishi mumkinligini bildiradi.
Shunday qilib, has fotonlarning majburiy chiqarilishi natijasida sochilgan nurlanishning intensivligi kattalikning ko‘p tartibiga qadar ortishi mumkin bo‘lib, bu esa sochilgan yorug‘lik intensivligining anomal katta bo‘lishini izohlab beradi.
Uyg‘otuvchi nurlanish intensivligining kuchaytirishni yaqqol kuzatish uchun zarur bo‘lgan qiymatlariga quvvatli kvant generatorlari yordamida erishish mumkin. Shuning uchun MKS tajribada faqat 1962 yilda (Vudbyori, Ng) modullangan asllilikka ega bo‘lgan lazerlar yaratilgandan so‘ng kuzatilgan edi, vaholanki sochilgan nurlanishning kuchayishi mumkinligi nazariy ravishda 30- yillardayoq aniqlangan edi. Lekin uyg‘otuvchi nurlanish intensivliklarining talab qilinadigan qiymatlari real emas bo‘lib ko‘ringani uchun bu hodisaga jiddiy e’tibor berilmagan edi.
Sochilgan yorug‘likning kuchaytirilishi haqida aytilganlarning hammasi Stoks komponentasiga taalluqli edi. Antistoks sochilish Stoks sochilishiga teskari jarayon bo‘lgani uchun intensivlik kuchayadi emas, balki susayadi. Quvvatli antistoks nurlanishining paydo bo‘lish sababi boshqacha bo‘ladi va uni aniqlash uchun kombinatsion sochilish tabiati haqidagi bayon qilingan klassik tasavvurlarga asoslanish maqsadga muvofiq. Klassik tasavvurlarga muvofiq,
kombinatsion sochilish molekulalar kutblanuvchanligining ular yadrolari tebranish natijasida modullanishi oqibatida vujudga keladi. Soddalik uchun ikki atomli molekulani ko‘rib chiqamiz va yadrolar o‘rtasidagi masofaning o‘zining muvozanat qiymatiga nisbatan o‘zgarishini % bilan belgilaymiz. Molekulaning yorug‘lik to‘lqini maydoni tomonidan induksiyalangan dipol momenti quyidagi ko‘rinishda yoziladi:
p = (a0 + ju%)E, (20.10)
6u yerda a0 - molekulaning yadrolar muvozanat holatda bo ‘lgandagi ( % = 0) qutblanuvchanligi bo‘lib, ц% had yadrolar siljishining elektron qobiqning holatiga, uning qutblanishga bo ‘lgan qobiliyatiga ko ‘rsatadigan ta’sirini bildiradi. Agar Е - chastotasi ю ga teng bo‘lgan monoxromatik to‘lqin maydoni bo‘lsa, yadrolarning garmonik qonun (% ~ cos ) bo‘yicha tebranishi oqibatida dipol momentining ю±ц chastotalar bilan tebranuvchi tashkil etuvchilari paydo bo ‘ladi, bular esa w ± ц chastotali nurlanishni, ya ’ni yorug‘likning kombinatsion sochilishini vujudga keltiradi. Bu jarayon nochiziqli bo‘lib, o‘z-o‘zini fokuslash xususiyatiga ega bo‘lgani uchun amaliyotda lazer nurlarini intensivligini oshirishda foydalanish mumkin.
|
| |
