|
Optik kvant generatorlar(lazerlar)
|
| bet | 1/6 | | Sana | 31.03.2024 | | Hajmi | 1.51 Mb. | | #183132 |
Bog'liq 3-mustaqil ish fizika 2 5355029451593753831, Timur, 253, 11. oksidleniw, BTU, UZB, TAR, РКI, Mavzu Windows operatsion tizimini o\'rnatish, Kompyuterdan oson foydalanish uchun eng muhim tezkor tugmalar kombinatsiyalari bilan tanishamiz, DzRsw9npi0M0M2QjrUIDohXL1CNIzyALgOXv15dc, M9, армБухДу чорбакр номли тармок ахборот, biologiya, Гласные, Grey minimalist business project presentation 20240225 231609 0000, мактаб, 11-sinf-informatika-testlar-3
O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI QARSHI FILIALI
3-MUSTAQIL ISH
Guruh: DI-11-23
Bajardi: Oqmardiyev Sardor.
Tekshirdi: TURAYEV S. J
Reja:
Optik kvant generatorlar(lazerlar).
Suyuq kristallar va ularning xususiyatlari.
Katta adron kollayderi va uning ishlash prinsipi.
Quyosh fotoelektrik elementlari va modullari.
Ultratovush va uning qo’llanilishi.
Optik kvant generatorlar(lazerlar).
1939 yilda V.A.Fabrikant birinchi marta yorug’likni kuchaytiradigan muhit hosil qilish mumkinligini va shu muhitda nur majburiy nurlanish xisobiga kuchaytirilishi g’oyasini olg’a surdi. 1953 yilda I.G.Basov bilan A.M.Proxorovlar, AQSh dan Ch.Tauns bilan Veberlar tomonidan santimetr to’lqin uzunligidagi elektromagnit to’lqinlarni kuchaytiradigan molekulyar generatorlar yasaldi, bu generatorlar mazerlar deb ataladi. 1960 yilda esa T. Meyman tomonidan qattiq jismli, optik diapazonda ( ) ishlaydigan optik generator yasaldi. Bunday generatorlarni lazerlar deb ataladi. Nurni kuchaytiradigan aktiv muhitning tipiga qarab lazerlar - qattiq jismli, gazli, yarim o'tkazgichli va Suyuqlikli lazerlarga bo'linadi. Yanada aniqroq aytganda lazerlarning turlarini sinflashda majburiy yig’ish (optik nakachka) usuli ham muhim rol o'ynaydi. Majburiy yig’ish usullari - optik, issiqlik, kimyoviy, elektroionizatsion va boshqa usullardan iborat bo'ladi.
Bundan tashhari generatsiyalash turi uzluksiz yoki impulsli bo'lishi mumkin. Lazerlar uchta asosiy qismdan iborat bo'ladi:
1) Aktiv muhit - metastabil holatga ega bo'lgan modda.
2) Majburiy yig’ish (optik nakachka) sistemasi - aktiv muhitda inversiyali joylashish holatini hosil qiladigan qurilmalar. Inversiyali joylashish holati deb asosiy holatdag atomlar soniga nisbatan uyg’ongan holatdagi atomlar sonining ko'p bo'lishiga aytiladi.
3) Optik rezonator - lazer nurlanishini shakllantiruvchi qurilma.
Biz ko'rdikki, muhitga tushgan chastotali nur, modda atomlaridan birining chastotasiga mos kelsa, bu holda atom holatga o'tsa, bu majburiy o'tishda u nurni yutadi. ( ), agar o'tish sodir bo'lsa, u holda tushayotgan nurning intensivligi muhitdan o'tishda kuchayadi. Muhit orqali o'tgan nurning intensivligi Buger qonuniga asosan aniqlanadi:
(6.14)
bunda, bo'lsa, nur muhitda yutiladi, bo'lsa, nur muhitdan o'tishda kuchayadi. Kvant generatorida holat vujudga keltiriladi.
Lazer nurlari quyidagi xossalarga ega:
1) Ular Yuqori darajada kogerent va dastasi esa nihoyatda ingichka.
2) O'ta monoxromatik ).
3) Katta quvvatli: masalan, W=20 J energiya bilan majburiy yig’ish (optik nakachka) va 10-3 s nurlantirilsa, nurlanish oqimi
4) tarqalish burchagi (ingichka) juda kichik.
Atomlar diskret energiyali , , kvant holatlarda bo’la oladilar. Soddalik uchun energiyalari va bo’lgan ikki holatni qaraymiz. Agar atom energiyali turg’un holatda bo’lsa, tashqi ta’sir natijasida (elektr yoki magnit ta’sir, mexanik yoki issiqlik ta’siri, hamda yorug’lik ta’sirida) u majburiy ravishda energiyali holatga o’tadi. Bu holda qo’zg’otuvchi yorug’lik energiyasi yutiladi. Qo’zg’otuvchi yorug’lik nurlanish energiya zichligiga bog’liq holda 1 holatdan 2 holatga o’tish ehtimoligi turlicha bo’ladi.
Ma’lum vaqt oralig’ida 2 holatda bo’lgan atom hech bir ta’sirsiz o’z-o’zidan 1 turg’un holatga o’tadi. Bu o’tishda u energiyali elektromagnit nurlanish-foton chiqaradi. Tashqi ta’sirsiz o’z-o’zidan bo’lgan yorug’lik nurlanishiga spontan nurlanish deyiladi (a, b). Unga tabiiy yorug’lik nur-lanishlari manbalari misol bo’la oladi.
= -
Qo’zg’algan (uyg’ongan) holatdagi atomning yashash davri qancha kichik bo’lsa, spontan nurlanish ehtimolligi shuncha ortadi.
1916 yili Albert Eynshteyn termodinamik muvozanat holatini tajribada o’rganishda nurlanishni yutuvchi va nur chiharuvchi modda orasidagi nurlanishni chiqarish va yutishdan tashqari “alohida o’zaro ta’sir” bo’lishini aytdi.
Uyg’ongan holatdagi atomning nurlanishsiz muvozanat holatga o’tishi relaksatsion o’tish deyiladi. Ushbu o’tishni nurlanishni muhit tomonidan yutilishi sifatida qarash mumkin.
Uyg’ongan 2 holatdagi atomga tashqi ta’sir etsa, u 1 muvozanat holatga qaytadi. Energiyasi va chastotasi qo’zg’otuvchi nur energiyasi va chastotasi bilan bir xil bo’lgan nurlanish bilan ta’sir etsak, ta’sir etuvchi foton bilan bir xil chastota va energiyali qo’shimcha foton hosil bo’ladi. Bu kabi nurlanishni majburiy (induktsion) nurlanish deyiladi (13-rasm).
= -
Bu holdagi uyg’ongan 2 holatdan turg’un 1 holatga o’tishda ikki foton ishtirok etadi. Ulardan biri uyg’ongan atomga ta’sir etuvchi 2 holatdan 1 holatga o’tishga majbur etuvchi foton (birlamchi foton), ikkinchisi (ikkilamchi) atomning 2 holatdan 1 holatga o’tishdagi nurlanishidan iborat. Ikkilamchi foton xuddi birlamchi fotonning nusxasi bo’ladi.
Termodinamik muvozanat holatlarda har bir jarayonga unga teskari bo’lgan jarayonni solishtirish mumkin. Ushbu prinsip va energiyani saqlanish qonunini Eynshteyn absolyut qora jism nurlanishi va energiya yutishiga tadbiq etdi.
Muvozanat holatida nurlanish fotonlari to’la ehtimolligi (spontan va induktsion) shu chastotali fotonlarning yutilish ehtimolligiga teng bo’ladi. Buni hisobga olgan Eynshteyn Plank tomonidan issiqlik nurlanishi uchun chiqarilgan (1900 y, absolyut qora jism ravshanligining spektral zichligi) ifodasini induktsion nurlanish uchun keltirib chiqardi.
Eynshteyn va Diraklar hosil bo’lgan ikkilamchi fotonlar uni qo’zg’otuvchi va nurlanishni vujudga keltirgan birlamchi foton chastotasi, fazasi, qutblani va yo’nalishi jihatidan bir xil ekanligini isbotladilar. Demak, majburiy (induktsion) nurlanish majbur etuvchi nurlanish bilan kogerent bo’ladi.
Majburiy nurlanish fotoni hosil bo’lgan muxit bo’ylab xarakatlanib, u bilan uchragan uyg’ongan atomlarning nurlanishiga “turtki” beradi. Bu holda ikkilamchi fotonlar xarakati davomida majburiy o’tishni vujudga keltirib, ortib boruvchi fotonlar oqimini hosil qiladi.
Majburiy nurlanish fotonlari soni uyg’ongan atomlar soniga, yorug’likni mug’it tomonidan yutilishi esa muvozanat holatdagi atom sovishiga proportsional bo’ladi.
Termodinamik mufozanat sharoitida majburiy nurlanishga nisbatan nurlanishning yutilishi katta bo’lib, muhitdan o’tayotgan yorug’lik susayadi. Tushuvchi nurlanishni muhit kuchaytirishi bu muhitda sistemaning muvozanatda bo’lmagan holatini vujudga keltirish zarur. Bunga erishish uyg’ogan holatdagi atomla sonini muvozanat holatdagi atomlar sonidan orttirish bilan amalga oshiriladi. Bu holat inversli joylashish holati deyiladi.
|
| |
