Lazerlarning konstruksiyalari va ishlash tamoyillari

Lazerlarning konstruksiyalari va ishlash tamoyillari Reja: Ne-Ne lazeri Ionli argon lazeri SO2 lazeri Geliy-neon lazeri gazli lazerlar majmuasiga kiradi. Geliy-neon gaz aralashmasi to'ldirilgan gazorazryadli nay lazerning asosiy qismi bo'lib xizmat qiladi (16-rasm). Gazli razryad nayining ichki diametri bir necha mm dan 1 sm gacha, uzunligi esa bir necha sm dan bir necha metrgacha bo'lishi mumkin. Faol muhit sifatida neon gazi olinib, yordamchi gaz sifatida unga geliy gazi qo'shiladi va ularning nisbati taxminan 1:7 munosabat olinib, gaz razryad nayi kerakli bosimlarda (1,3 mm sm. ust. teng bosimlarda) to'ldiriladi. Razryad nayining ichida yoki tashqarisida 16 -rasmda ko'rsatilgandek silindrik yoki tasmali elektrodlar joylashtiriladi va ular mos holda doimiy tokli yoki ko'ndalang yuqori chastotali razryad hosil qilishi uchun xizmat qiladi. Geliy va neon aralashmali muhitdagi jarayonni tahlil qilish uchun, geliy va neon atomlarining elektron energetik sathlari diagrammasidan foydalanamiz. (17-rasm). Geliy yordamchi gaz bo'lib, ikkinchi tur to'qnashishlar yordamida neon ishchi energetik sathlarini neon atomlari bilan to'ldirishga yordamlashadi. Geliy atomlarining o'zi erkin elektronlar bilan to'qnashganda yuqori energetik sathlarga chiqadi. Geliy atomining bu yuqori sathlardagi yashash vaqti 10-3 s va bu sathlar energiyasi neon atomining 2S va 3S sathlarining energiyalariga yaqin. Bu holda yuqori energetik sathdagi geliy atomlari pastki sathda joylashgan neon atomlari bilan noelastik (rezonans) to'qnashib uni yuqorigi 2S va 3S ishchi sathlarga chiqaradi. Geliy atomi 2S sathi va neon atomini 3S sathi energiyalarining farqi 300 sm-1 tartibida bo'ladi. Bu xona temperaturasidagi kT ning qiymatidan bir muncha katta bo'lishiga qaramasdan geliy atomidan neon atomiga energiya uzatish jarayonining intensivligi kuchli kechadi. Shunday qilib, aytish mumkinki, g'alayonlantirilgan geliy atomlari yordamida neon atomlarini g'alayonlantirish uchun, energiya zarralarning o'zaro rezonans to'qnashishi yo'li bilan uzatilar ekan. Tanlash qoidalariga asosan zarralarga S-sathdan p-sathlarga o'tishga ruxsat berilgan. 16-rasm. Geliy-neon lazeri konstruksiyasining chizmasi. 1-razryad nayi,2-Bryuster burchagi ostida qo'yilgan shisha qoplamalar, 3-doimiy tokli razryad olish uchun o'rnatilgan elektrodlar, 4-razryad nayining ustki ikki yuzasida uning uzunligi bo'ylab qo'yilgan metall (mis) elektrodlar, 5-yuqorichastota generatori, 6-optik rezonator ko'zgulari. O'tishlarida invers bandlik hosil bo'ladi va lazerning to'rt energetik sathli tuzilishdagi ishlash tamoyiliga mos keladi. Bu jarayon yordamida invers bandlik hosil qilish asosiy hisob-lanishidan tashqari neon atomlari elektronlar bilan to'qnashishda ham g'alayonlantirilgan sathlarga o'tkazilib, invers bandlik hosil qilinishi mumkin. Doimiy tokli razryadli holda razryad tokining katta qiymatlarida neon atomining 1S sathi elektron-neon to'qnashuvi natijasida to'ldiriladi. Shu holda 2p va 3p sathlarning 1S sathdagi neon atomlari bilan zinapoya usulida to'ldirilishi asosiy bo'lib qoladi. Bu hol invers bandlikning kamayishiga hamda generatsiyaning yo'qolishiga olib keladi. Bu holda neon atomining nurlanishi 2S2p va 3S3P ...