Лазер
Лазер - оптикалык кванттык генератор (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – аргасыз нурлануунун натыйжасында жарыктын күчөшү деген сүйлөмдүн кыскартылып жазылышы) – индукцияланган аргасыз нурлануунун натыйжасында оптикалык диапазондогу когеренттүү, монохром электр-магнит толкундарды пайда кылуучу курал. Лазер нурлары толкун узундугунун (ультракызгылт көктөн субмиллиметрге чейинки) кеңири диапазонун камтыйт. Микротолкундук диапазондогу алгачкы кванттык генератор 1954-ж. советтик физиктер Н. Г. Басов, А. М. Прохоров, америкалык физиктер Гардон менен Таунс (Нобель сыйлыгына татыктуу болушкан) тарабынан иштетилген. Рубин лазерин 1960-ж. америкалык физик Т. Мейман, 1961-ж. гелийнеон лазерин америкалык физик Жаван жасаган. 1962– 68-ж. газ, суюктук жана катуу заттуу (диэлектрдик кристаллдарда, айнектерде, жарым өткөргүчтөрдө) лазерлер пайда болгон. Лазердин нурлануусунун негизги мүнөздөмөсү – жогорку ургаалдуулугу, когеренттүүлүгү жана багыттуулугу. Аргасыз нурлануу жана тескери байланыш генерацияга алып келүүчү лазердин негизги процесстери болуп эсептелет. Лазердик генераторлордон кийин колдонулуучу лазердик күчөткүчтөр да бар. Лазердин иштөөсү сырткы электр-магнит талаасынын таасири аркылуу фотондордун аргасыз нурлануусуна негизделген. Эгерде инверсиялык, туруксуз абалда (тескери) N2>N1 болгон чөйрөдө, ω= (Е2 – Е1) ђ жыштыгында электр-магнит толкуну таралса, анда анын ургаалдуулугу аргасыз нурлануу эсебинен чоңоё баштайт. Анын чоңоюшу аргасыз нурланган фотондордун чөйрөдө таралган толкун пайда кылуучу фотондордон айырмасы жок экендиги менен шартталат. Формуладагы Е2, Е1 – деңгээлдердин энергиясы; N2, N1 – негизги жана дүүлүккөн абалдагы бөлүкчөлөрдүн саны. Лазер үч негизги бөлүктөн турат: активдүү чөйрө (активдүү элемент); активдүү чөйрөдө инверсияны (туруксуз абал) пайда кылуучу түзүлүш (шыкоочу система); оң-тескери байланышты камсыз кылуучу түзүлүш. Оптикалык резонатордун огу боюнча өзүнөн өзү нурланган фотондор күзгүлөрдөн көп жолу чагылып, улам активдүү чөйрө аркылуу өтүп, анда аргасыз нурланууга алып келет. Резонатордун ар бир өтүшүндө энергиянын жоголушу, толкун энергиясынын көбөйүшү менен генерация башталат. Чөйрөгө энергия ар кандай жолдор менен, электр талаасынын, лампалардын жарык энергиясы, химиялык жол менен импульстук жана үзгүлтүксүз түрдө берилет. Лазер системасында бөлүкчөлөр энергияны алып, жогорку энергиялык деңгээлге өтүш керек. Метатуруктуу деңгээлде жашоо убактысы чоң болгондуктан, анда дүүлүккөн бөлүкчөлөрдүн саны негизги деңгээлге караганда көбөйөт, башкача айтканда инверсиялык жайгашуу пайда болот. Ошол метатуруктуу деңгээлден сырткы аргасыз нурлантуу күчү пайда болгондо бөлүкчөлөр негизги деңгээлге өтүп, лазердик нурлануу башталат. Бул схема үч деңгээлдүү система деп аталат. Төрт деңгээлдүү системада лазердик нурлануу метатуруктуу деңгээлден төмөнкү деңгээлге өткөндө пайда болот. Андан кийин ал деңгээлдеги бөлүкчөлөр негизги деңгээлге нурлануусуз атомдук кагылышууларда башка бөлүкчөлөргө энергиясын берип өтөт. Бул система өтө жакшы иштейт, анткени негизги деңгээлдеги бөлүкчөлөрдүн санына көз каранды эмес. Лазер үзгүлтүксүз жана импульстук генерация режимдеринде иштейт. Импульстук режим бош генерация жана зор импульс режимдерине бөлүнөт. Лазердин уникалдуу касиеттерине жараша медицина, геология, геодезия, металлургия, химия, локация, экология, басма иштеринде, аскердик курал-жарактарда, кесүү, ширетүү, байланыш жана башка тармактарда колдонулат.