Asllik - O’zbekistоn rеspublikasi оliy va o`rta maхsus ta’lim vazirligi urganch davlat univеrsitеti fizika-matematika...

Asllik.
Lazеrning asоsiy qismlaridan biri оptik rеzоnatоr bo„lganligidan lazеrlar
nazariyasida tеbranishlar nazariyasi atamalari ishlatiladi. Bir davrda yo„qоtilgan
enеrgiya asllik bilan хaraktеrlanib, u sistеma jamg„argan enеrgiya W ni bir
davrda yo„qоtilgan ∆W energiyaga nisbati bilan o„lchanuvchi kattalikdir.
Sistеma jamg„argan enеrgiya
8
W = wσL
(6)
ifоda yordamida aniqlanadi. Bu yеrda σ lazеr nurlanishi dastasining kеsim yuzasi.
Bir tsikl davоmidagi enеrgiya yo„qоtilishi
ifоdadan aniqlanadi va unda enеrgiyaning hajmiy zichligi w qarama-qarshi
yo„nalishda bir hil hajmiy zichlikdagi ikki оqim enеrgiyasi yig„indisidan ibоrat
bo„ladi.
Bir tsikl davоmiyligi
va davr
ekanini inоbatga оlib, bir
to„la tеbranishdagi enеrgiya yo„qоtilishi
ifoda bilan ifodalanadi. Bu yerda e
-2f
≈ 1 - 2f va f << 1 ekanini inobatga olsak
ifodani
ko„rinishda yozamiz. Bu yerda
- rezonatordagi turg„un
yarimto„lqin uzunliklari sonidir. (5) ifodadan foydalanib generatsiya bo„sag„asi
uchun
ifоdani yozamiz. (10) ifоda gеnеratsiya sоdir bo„lishi uchun to„lqin uzunligi
yarmiga tеng masоfada kuchayishi asllikning tеskari qiymatiga tеng bo„lishi zarur.
Gеnеratsiya bo„sag„asi qancha katta bo„lsa, asllik shuncha kichik bo„ladi. Asllik
qancha kichik bo„lsa, enеrgiya yo„qоtilishi shuncha katta bo„ladi. Оptik o„qda
yotuvchi nurlarda gеnеratsiya bo„sag„asi avval bоshlanadi va shu nurlar lazеr
nurlanishi enеrgiyasini оlib kеtadi. Lazеrning nurlanishi оptik o„qda tarqaluvchi tоr
parallеl dastadan ibоrat bo„lib, uning kеngayish burchagi difraktsiyaga bоg„liq
bo„ladi.
9
2.3.Optik modulyatorlar haqida tushuncha.
Fotodetektorlar radiatsiya intevsivligiga reaksiyaga kirishgani uchun,
modulyatsiyaning eng oddiy turi radiatsiya intevsivligi modulyatsiyasidir. Boshqa
turdagi modulyatorlardan foydalanganda signalni intensivlik moduliga aylantirish
kerak. Lazer nurlanishining modulyatsiyasi tashqi yoki ichki bo„lishi mumkin.
Ichki yarim supero„tkazuvchilar lazerlarda modulyatsiya nasos rejimini o„zgartirish
orqali amalga oshiriladi. Bu juda oddiy va samarali, lekin lazer nurlanishining
parametrlarida ba‟zi bir buzilishlarga olib keladi.
Elektro – optik modulyator qurilmasini ko„rib chiqaylik ( 2- rasm.).
O„zaro perpendikulyar kristallografik o„qlari bo„lgan bir xil o„lchamdagi ikkita
kristallga asoslangan. Bu harorat ta‟sirini qoplash imkonini beradi.Kristallari
haqida nazorat kuchlanish o„zgartirishsiz kiritish uchun nazorat bilan chiqish
signali bosqichi moslashtirish mumkin.
2 – rasm. Elektro – optik modulyator qurilmasi.
Faza o„zgarishini intensivlik o„zgarishiga aylantirish uchun analizator
ishlatiladi. Modulyatorning chiqishidagi radiatsiya intensivligi yutilishni hisobga
olmagan holda quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
E
out
= E
in
sin
2
α U
ctrl
/ U
1/2
Bu yerda E
in
, E
out
- kirish va chiqishdagi radiatsiya intensivligi, U
ctrl
- nazorat
kuchlanish, U
1/2
– yarim to„lqinli nazorat kuchlanish.
10
Yarim to„lqinli kuchlanish modulyatorning eng muhim parametridir.
Modulyatorning o„tkazuvchanligi maksimal o„zgarishi, nazorat kuchlanishi,
nurlarning yarim to„lqin uzunligiga siljishiga yoki tebranishlarning yarim davriga
fazali siljishiga to„g„ri keladi. Yarim to„lqin kuchlanishining qiymatini quyidagi
tenglamadan topish mumkin:
U
1/2
= ( 1 / 2n
n
3
r )(d / l)
Odatda, yarim to„lqinli kuchlanish yuzlab voltdan bir necha
kilovoltgacha o„zgaradi. Modulyatatorning chiqishidagi nurlanish intensivligining
nazorat kuchlanishiga bog„liqligi grafigi 3 – rasmda ko„rsatilgan.
Rasmdan ko‟rinib turibdiki, samarali modulyatsiyaga erishiladi va
yarim to„lqin nazorat kuchlanish tartibi doimiy noto„g„ri modulyatsiya bilan
modulyator nazorat xarakterli bir bo„limda faoliyat ko„rsatadi.
3-rasm. Nazorat kuchlanishining radiatsiya intensivligiga ta’siri orqali elektro-
optik modulyatorning chiqishi.
Elekro – optik modulyatorning kesish chastotasi 10
8
– 10
9
Hzni tashkil
qiladi.
Keyinchalik esa Faradey kuchga asoslangan Magneta – optik
modulyatorlarni yaratdi. Magneta – optik modulyatorlar kamdan – kam hollarda
o„zgarishi sababli past faoliyatga ega. Chunki bir kichik modulyatsiya chuqurligi
sezilarni darajada optik nurlanish shimib oladi.
11
Mikro – optoeletronikada foydalanish uchun yupqa plyonkali
modulyatorlar eng istiqbolli bo‟lib, ular massivlardan yuqori tezlikda va past
nazorat kuchlanishlarida (bir necha volt tartibida) farqlanadi, bu ularni
mikroelektron qurilmalar bilan yaxshi mos keladi. Ushbu modulyatorlar lityum
niobat va lityum tantalatdan tayyorlangan.
Yarimo„tkazgichlar nozik plyonkali elektro – optik modulyator sifatida
ham qo„llaniladi. Yarimo‟tkazgich n – p o„tishlarida chiziqli elektro – optik ta‟zir
teskari kuchlanish qo„llanilishi – erkin tashuvchilarning konsentratsiyasining
o„zgarishi, bu dielektrik doimiy va sinishi indeksi o„zgarishiga olib keladi. Galiy
arsenid yoki indiy fosfidiga asoslangan nozik plyonkali tuzilmalardan nazorat
kuchlanishi bir necha voltni tashkil qiladi.
Yarimo„tkazgichli inshootlarda nurlanish intensivligini modulyatsiya
qilish printsipi ham amalga oshiriladi. Yarimo„tkazgichdagi nurlanishning
intensivligi eksponent tarzda pasayadi, modulyatsiya chuqurligi 0,6 – 0,7 ga,
yutilish koeffitsiyenti 10 marta o„zgarganda erishiladi. Yarimo„tkazgich
modulyatorlari erkin tashuvchilar tomonidan singishi asoslangan, tashuvchisi
zichligi tashuvchisi quyish orqali sozlanishi, n – p nuqtasi. Bunday
modulyatorlarning afzalligi past ish kuchlanishlari, dizaynning soddaligi,
ishonchliligi va yuqori ishlab chiqarish qobiliyati yuqoriligidir. Kamchiliklari esa
modulyatsiya paytida tashuvchi konsentratsiya o„zgarishining strukturaning boshqa
elektrofizik parametrlariga ta‟sirini o„z ichiga oladi.
|