Lazerlar haqida o‘ylaganimizda,{0}}supermarket kassalaridagi qizil skanerlash chiziqlaridan tortib, kontsertlardagi ko‘zni qamashtiruvchi yashil lazer shoularigacha, sanoat kesishda ishlatiladigan ko‘rinmas infraqizil lazerlarga qadar turli rangdagi yorug‘lik nurlari esga tushadi. Nima uchun bu lazerlar turli xil ranglarda ko'rinadi? Lazerning to'lqin uzunligini aniq nima aniqlaydi?
Oddiy qilib aytganda, lazerning to'lqin uzunligi biz qabul qiladigan rangni aniqlaydi. To'lqin uzunligi yorug'likning bir tebranish aylanishida bosib o'tadigan masofasini anglatadi va turli to'lqin uzunlikdagi yorug'lik inson ko'zi tomonidan turli xil ranglar sifatida qabul qilinadi.
Ko'rinadigan yorug'lik spektri ichida:
1. Toʻlqin uzunligi taxminan. 400-450 nanometr: binafsha lazer
2. To‘lqin uzunligi taxminan. 450-485 nanometr: Moviy lazer
3. To‘lqin uzunligi taxminan. 500-565 nanometr: Yashil lazer
4. 565-590 nanometr atrofida to'lqin uzunligi: Sariq lazer
5. 625-740 nanometr atrofida to'lqin uzunligi: Qizil lazer
Ushbu diapazondan tashqarida ko'rinmas infraqizil va ultrabinafsha lazerlar yotadi.
Lazer to'lqin uzunligini aniqlaydigan uchta asosiy omil
1. Lazerning "Manbasi"
Faol muhit lazer to'lqin uzunligini belgilovchi eng muhim omil hisoblanadi. Har xil turdagi lazerlar turli xil faol materiallardan foydalanadi, ularning atom yoki molekulyar tuzilmalari ular yaratishi mumkin bo'lgan yorug'lik to'lqin uzunligini belgilaydi.
Umumiy lazerlar va ularning tipik to'lqin uzunliklari
- Geliy-Neon lazer: 632,8 nm (qizil)
- Karbonat angidrid lazeri: 10,6 mkm (infraqizil)
- Argon ionli lazer: 488/514 nm (koʻk)
- Nd: YAG lazer: 1064 nm (infraqizil)
- Yarimo'tkazgichli lazer: materialga qarab keng to'lqin uzunligi diapazoni
Har bir ishlaydigan vosita insonning barmoq izi kabi o'ziga xos energiya darajasining o'ziga xos tuzilishiga ega. Atomlardagi elektronlar turli energiya darajalari o'rtasida o'tishganda, ular o'ziga xos energiyaning fotonlarini chiqaradi va shu bilan ma'lum bir to'lqin uzunligidagi lazer nurini hosil qiladi.
2. Lazerlarning “yurak urishi”
Lazer ishlab chiqarish ishchi muhitning atomlari yoki molekulalari ichidagi energiya darajasidagi o'tishlardan kelib chiqadi. Bu jarayon qat'iy kvant mexanik qoidalariga amal qiladi:
- Atomlardagi elektronlar har xil energiya darajalarini egallaydi (energiya holatlari)
- Elektron yuqori energiya darajasidan pastroq darajaga o'tganda, u foton chiqaradi
- Fotonning energiyasi ikki daraja o'rtasidagi energiya farqiga aniq mos keladi
l=hc/E formulasiga ko'ra (bu erda l - to'lqin uzunligi, h - Plank doimiysi, c - yorug'lik tezligi, E - energiya), E energiyasi to'lqin uzunligi l ni aniqlaydi. Shunday qilib, ishchi muhitning energiya darajasining tuzilishi elak kabi harakat qiladi, bu faqat ma'lum to'lqin uzunlikdagi yorug'likni kuchaytirishga imkon beradi va lazer nurini hosil qiladi.
3. Lazerning "Sifat nazoratchisi"
Optik rezonator faol muhitning qarama-qarshi uchlarida joylashgan ikkita aniq ishlab chiqilgan nometalldan iborat. Ushbu struktura lazerning asosiy to'lqin uzunligini o'zgartirmasa ham, lazerning monoxromatikligi va chastota barqarorligini ta'minlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi:
- Rezonator uzunligini sozlash lazerning aniq chastotasini-sozlash imkonini beradi.
- Rezonator ma'lum to'lqin uzunliklarining yorug'ligini tanlab kuchaytiradi va boshqalarni bostiradi.
- Yuqori sifatli rezonator juda tor chiziq kengligiga ega lazerlarni ishlab chiqaradi, ya'ni juda toza ranglar.
Turli to'lqin uzunlikdagi lazerlar butunlay alohida ilovalar uchun xizmat qiladi:
- Ultraviyole lazerlar: mikroelektronika ishlab chiqarish, lazer tibbiyoti, ilmiy tadqiqotlar
- Yashil lazerlar (532nm): Lazer ko'rsatuvlari, astronomik ko'rsatuvchi qalamlar
- Infraqizil lazerlar: optik tolali aloqa (1310, 1550nm), lazerni kesish, payvandlash, harbiy ilovalar
- Qizil lazerlar (630-680nm): Lazer ko'rsatkichlari, supermarket shtrix-kod skanerlari, DVD pleerlar, dastlabki optik tolali aloqa
- Moviy lazerlar (taxminan. 405nm): Blu{1}}ray pleerlari, yuqori-zichlikdagi ma'lumotlarni saqlash
Bozorda yashil lazer ko'rsatkichlarining tarqalishi tasodif emas. Inson ko'zi 550 nanometr atrofida sariq{1}}yashil nurga eng sezgir. Ekvivalent quvvat darajalarida yashil lazerlar qizil yoki ko'k lazerlarga qaraganda sezilarli darajada yorqinroq ko'rinadi. Aslida, 532 nm yashil lazer bir xil quvvatdagi 635 nm qizil lazerdan taxminan 8 baravar yorqinroq ko'rinadi!
Lazer to'lqin uzunliklari o'zboshimchalik bilan tanlanmaydi, lekin aniq ishchi muhitning fizik xususiyatlari, uning kvant energiya darajasi tuzilishi va optik rezonator bo'shlig'i bilan aniqlanadi. Qizildan binafsha ranggacha, ko'rinadigandan ko'rinmasgacha, har bir lazer to'lqin uzunligi o'zining noyob hosil qilish mexanizmi va qo'llanilishi qiymatiga ega. Lazerlar dunyosi fizik qonunlar va muhandislik texnologiyasi o'rtasidagi mukammal o'zaro ta'sirni ifodalaydi. Lazer to'lqin uzunliklari orqasidagi ilm-fanni tushunish nafaqat bizning qiziqishimizni qondiradi, balki tibbiyot, aloqa va ishlab chiqarish kabi sohalarda bu ajoyib yorug'likdan yaxshiroq foydalanishga yordam beradi.
