Lazerler hám olardıń qollanılıwı

Lazerler hám olardıń qollanılıwı
Azer kogerent nurlanıw shıǵarıwshı elektr -optikalıq qurılma bolıp tabıladı. Termin anglichan " laser" qısqartpasınan kelip shıǵıp, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (májburiy nurlanıw járdeminde jaqtılıqnı kúsheytiw),[1] dep yoyiladi. Tipik lazer divergensiyasi tómen hám tolqın uzınlıǵı qatań sheklengen (yaǵnıy, monoxrom) jaqtılıq shıǵaradı.
Lazer (ing. laser; Light Ampliﬁ cation by Stimulated Emission of Radiation — májburiy nurlanıw járdeminde jarıqglikning kusheytiwi mánisin ańlatatuǵın sóz birikpeleriniń bas háriplerinen alınǵan ), optikalıq kvant generator — ultrafioletoviy, infraqızıl hám kózge kórinetuǵın tarawdıń diapazon daǵı nurlanıwlardı payda etiwshi qurılma ; kvant elektronikadagi tiykarǵı qurılmalardan biri. Birinshi Lazer 1960 -jılda yaqutda amerikalıq alım T. Meyman tárepinen jaratılǵan. Jumısı atom hám molekulalardıń májburiy nurlanıwına tiykarlanǵan. L. hár túrlı energiya (elektr, jaqtılıq, ximiyalıq, ıssılıq hám t.b. ) ni optikalıq diapazon daǵı kogerent elektromagnit nur energiyasına aylantırıp beredi. Ol 3 element — energiya dáregi, aktiv ortalıq (element ), teris baylanısıwdan ibarat (eger L. kogerent nurni kúsheytiw ushın xızmet qilsa, teris boglanish zárúr emes). L. basqa jaqtılıq dereklerden kogerentligi, monoxromatikligi, júdá kishi múyesh astında jónelgenligi menen, nur kuvvatining úlken spektral tıǵızlıqqa, júdá joqarı terbelis chastotasına egaligi menen parıq etedi. Aktiv ortalıqqa kóre, L. tómendegi gruppalarǵa bólinedi: 1) qattı dene hám suyıqlıqtan tayarlanǵan L; 2) gazlı L; 3) yarım ótkezgishli L. Bulardan tısqarı, eksimer, ximiyalıq hám t.b. L. xillari da bar. L. de teris baylanısıw optikalıq rezonator (eki ayna ) járdeminde ámelge asıriladı. Aynalar arasına aktiv element jaylastırıladı. Nur tolqını aynalardan qaytıp, taǵı aktiv elementtan ótedi, ol jaǵdayda májburiy ótiwlerdi júzege keltiredi. Aynalardan biri bólekan ashıq bolıp, ol sheksiz kóp ótiwlerden keyin kúshaygan nurni tısqarına shıǵıp ketiwine xızmet etedi.
L. dıń islew principinde atom tuzil jumısı zárúrli bolıp tabıladı. Elementlardı shólkemlestirgen atomlarni energetikalıq jaǵdayları (orbitasi) hár túrlı. Tómengi orbitada bóleksi bolǵan atom turaqlı, joqarı orbitada bóleksi bolǵan atom biyqarar boladı. Joqarı orbitada bólek uzaq turmaydı. Málim waqıt ótkennen, bólek tómengi orbitaga túsip, atom ózinden nur shıǵaradı. Joqarı energetikalıq jaǵdaylar (orbita) dagi o'zo'zidan tómenge, yaǵnıy, energetikalıq turaqlılaw jaǵdayǵa túspewa, onı " turtib" túsiriwi múmkin. Bunı fanda májburiy nurlatish dep ataladı. Taw ústinen tómenge yumalatilgan bir tas bir neshe tasdı yumalatib túsirganidek, elementtıń bir bóleksi turtib jiberilse, barlıq orbitalardaǵı bólekler qo'zg'aladi. Atom shıǵarǵan nur menen yutilgan nur ko'shilib, ekewi tórtew, tórtewi segizta hám t.b. L. nurına aylanadı. Bul nurlardı kvant generator (elektr signal kúsheytgishine uqsap ) kúsheytip, oǵada tuwrı jónelgen nur (energiya ) ga aylantırıp beredi. Energiya dáregi (ózgermeytuǵın tok, joqarı yamasa oǵada joqarı chastotalı tok, optikalıq yamasa L. nurı, elektron nur dástesi) esabına aktiv element daǵı elektronlar joqarı (oyatılǵan ) ústke ótip, inversiya jaǵdayı (elektronlar sanı joqarı úst N2 de tómen úst N, dagiga salıstırǵanda kóp boladı ) payda boladı. Olarǵa qandayda bir energiya dáregi menen tásir ettirilse (mas, jaqtılıq nurı ), aktiv element jumısqa túsedi. Bunda elektronlarǵa berilgen energiya bir neshe mıń ret kópayadi hám sol onda L. nurı formasın aladı. Bunnan tısqarı, L. nurınıń qurılma daǵı kúsheytiw koefficiyenti Kk ol jaǵdayda júz bolatuǵın energiya joytıwlar koefficiyenti Ky den ádewir ulken (KkJ.) bolıwı kerek. Sol shártler orınlanǵanda L. nurı generatsiyasi (payda bolıwı ) ga erisiw múmkin.
L. 2 qıylı jumıs rejimine iye. Eger ol jaǵdayda úzliksiz energiya dáreginen paydalanılsa, úzliksiz jińishke nur payda etiw múmkin. Eger derek impulyeli energiya bersa, L. nur impulslarini beredi.
Qattı denelerden tayarlanǵan L. de (mas, yaqutlı L. de) 0, 05% ge shekem xrom (Sg3+) ionları (aktivator) qosılǵan alyuminiy oksid (A12 O3) den tayarlanǵan kizil kristall shıyshe tayaqsha isletiledi. Bunda yaqut cilindr formasında bolıp, yaqut o'qining eki uchiga optikalıq rezonator payda etiwshi aynalar jaylastırılǵan. Impulsli lampadan shıǵıp atırǵan jaqtılıq tebrantirishni payda etedi. Lampanıń jarıqlıǵı yaqutqa túskende, xrom ionları lampadan shıǵıp atırǵan radiatsiya spektrining jasıl hám sarik, bólimlerin yutib " uyg'ongan" aktivlashgan jaǵdayǵa ótedi. Nátiyjede nurlanıwǵa tayın aktiv ortalıq payda boladı hám yaquttıń o'qi boylap aynaǵa tik jónelgen nóser formasında kóbeyip baratuǵın jaqtılıq kvantları payda boladı. Yaqutlı L. larda generatsiyalanayotgan jaqtılıqtıń quwatı 20 kvt ge shekem jetedi. Olardıń f. i. k. 0, 1% ten 10% ge shekem. L. nurı generatsiyasi aktivatorning energiya ústi arasından ótiwine baylanıslı. Ol jaǵdayda payda bolǵan infraqızıl nurdıń tolqın uzınlıǵı >. =0, 69 mkm. Qattı jismli L. lardan neodim L. ida aktiv element wazıypasın neodim (Nd3+) ionları qosılǵan shıyshe (CaWO4) tayaqshadan paydalanıladı. Bul L. L. =1, 06 mkm li infraqızıl nur shıǵaradı.
Suyıq denelerden tayarlanǵan L. de aktiv element ornında " Rodamin-6 J", piranin, tripaflavin hám basqa isleti-ladi. Boyawdı erituvchi retinde spirt, atseton, toluol hám basqalardan paydalanıp, aktiv element shıyshe kyuvetaga jaylaw -tiriladi (2 rasm). Azot L.járdeminde oyatiletuǵın boyaw L. dıń sxematik dúzilisi kórsetilgen. Gazlı L. de [bi-rinchi gazlı L. (He-Ne) qospasında amerikalıq alım A. Javan tárepinen jaratılǵan] aktiv ortalıq gaz (yamasa gaz qospası ) den boladı. Mısalı, geliy-neon (Ne—Ie) li aktiv ortalıq geliy hám neon gazlar qospasınan ibarat (3-súwret). Gaz qospası elektr razryadı menen aktivlashgan jaǵdayǵa keledi. Bun-day L. de generatsiya Ne dıń úst arasından ótiwinde júz boladı. Bunda 3 tolqın uzınlıqtaǵı nur shıǵadı : ^. =0, 63 mkm (qızıl nur), L2=1, 15 mkm hám X3=3, 39 mkm (infraqızıl nurlar ). Gazlı L. den (CO2+N2) de X=10, 6 mkm uzınlıqtaǵı nur shıǵadı. Ionlı hám ximiyalıq L. lar da gazlı L. esaplanadı. Ionlı L. de aktiv ortalıq — ionlasqan atomlar, ximiyalıq L. de bolsa ximiyalıq reak-siyalarda " uyg'ongan" jaǵdayǵa ótken atomlar boladı (ion ústte isleytuǵın argon L. i kók nur shıǵaradı ). Ózbekstan milliy universiteti (Ózbekstan milliy universiteti) dıń kvant radiofizika kafedrasında oǵada joqarı chastota tarawına tiyisli tranzistorlı avtogeneratorlarda isleytuǵın ıqsham jeńil SO2 L. i jaratılǵan.
Yarım ótkezgishli mas, GaAs L. larda aktiv ortalıq yarım ótkezgishlerden boladı. Bunday L. de ortalıq optikalıq hám elekt-ronlar aǵımı járdeminde aktiv jaǵdayǵa keltiriledi. Bul túrdegi L. larda lazer ótiwleri ótkezgishlik-valent zonaları hám donorakseptor ústi arasında boladı. Bular L. diodlari dep ataladı. Yarım ótkezgishli diod qalıńlıǵı 0, 1 mm hám maydanı bir neshe mm2 bolǵan kristall plastinkadan ibarat (4-súwret). Bul diodlar arqalı tuwrı tok ótkerilgende elektronlar joqarı zona yamasa ústke ótip, inversiya jaǵdayı júz beredi. Elektronlar tómen zona (yamasa úst) ga ótkeninde elektron -gewekler rekombinatsiyasi nátiyjesinde bóleklengen energiya esabına L. nurı generatsiyasi baqlanadı. GaAs L. idan shıǵıwshı ın-fraqizil nurdıń tolqın uzınlıǵı ^. =0, 84 mkm. Yarım ótkezgishli L. lardan aktiv statyası CdS (kók nur), CdTe (qızıl, qıp-qızıl nur — laplama ), CaSb (qızıl ; infraqızıl nur) bolǵan L. lar bar. Yarım ótkezgishli L. larning dúzilisi ápiwayı, ólshemi kishi hám olar uzaq isley aladı.
L. lardagi nur quwatı qattı jismli L., suyıq jismli L., gazlı L. hám yarım ótkezgishli L. tártibinde, f. i. k. bolsa yarım ótkezgishli L., suyıq jismli L., gazlı L. hám qattıjismli L. tártibinde azayıp baradı. Nurdıń jińishkeli-gi (tar múyesh astında yo'nalgashgagi) gazlı L. larda eń jaqsı, yarım ótkezgishli L. larda bolsa eń jaman. Kurilmaning ólshemleri, salmaǵı qattı jismli L. larda eń úlken, gazlı hám suyuk, jismli L. larda ortasha, yarım ótkezgishli L. larda bolsa eń kishi. Túrli L. lar nurı ultrafioletoviydan tartıp, kózge kórinetuǵın tarawdıń hám infraqızıl diapazonlardı óz ishine aladı.
L. túrli tarawlarda keń qollanıladı. Qattı jismli L. lar lazer spektroskopiyasida, L. texnologiyası (qattik, denelerdi qırqıw, sabıw, tesiw) de, nochizig'iy optikalıqada, gazlı L. lar bolsa chastota hám uzınlıqtı standartlawda, optikalıq sistemalardı sopash, marksheyder jumıslarında, L. lar ximiyasında, medicinada ; yarım ótkezgishli L. lar ıqsham, jeńil bolıp, optikalıq baylanıs sistemalarında, audio hám video sistemalarında, tunda kóriw qurılmalarında, ma'lu-motni optikalıq qayta islew hám proyeksion L. televideniesinde keń qollanılıp atır. Ximiyalıq L. lar atmosfera quramın baqlaw sistemalarında isletiledi. L. lar kriminalistika, Jer ústindegi uzok, aralıqlarda hám suw astı optikalıq baylanısında, nur talshıqlı telefon baylanıs sistemalarında, L. kompakt -diskı soǵıwda, xirurgik operatsiyalarda, oftalmologiyada, basqariluvchi termoyadro sintezida hám t.b. k. de isletiledi.
Lazerlar qollanıwı
Lazerlar ólshemleri boyınsha mikroskopik diodli lazerlardan (joqarıda ) kóp qollanılıwı, inertial tutqınǵa alıw sintezi, yadrolıq qurallardı izertlew hám basqa joqarı energiya tıǵızlıǵı daǵı fizika tájiriybeleri ushın isletiletuǵın futbol maydanı ólshemindegi neodimiy shıyshe lazerlarga (tómengi) kiredi.
1960 -jılda lazerlar oylap tabıw etilgeninde, olar “mashqala izlovchi sheshim” dep atalǵan. Sondan berli olar zamanagóy jámiettiiń barlıq bólimlerinde, atap aytqanda, xojalıq elektronika, informaciya texnologiyaları, pán, medicina, sanaat, huqıqtı qorǵaw shólkemleri, ko'ngilochar hám áskeriy tarawlarda mińlaǵan hár qıylı qosımshalarda paydalı bolıp, balshıq jerde keń tarqaldı. Lazerlardan paydalanǵan halda optikalıq talshıqlı baylanıs zamanagóy baylanıstıń tiykarǵı texnologiyası bolıp, Internet sıyaqlı xızmetlerdi usınıs etedi.
Lazerlardan birinshi keń tarqalǵan paydalanıw 1974 jılda usınıs etilgen supermarket shtrix -kod skaneri boldı. 1978 jılda usınıs etilgen lazerli disk pleer lazerni óz ishine alǵan birinshi tabıslı tutınıw ónimi edi, biraq kompakt disk pleer keń tarqalǵan bolıp qalǵan lazer menen úskenelestirilgen birinshi qurılma edi., 1982 jıldan baslap, qısqa waqıt ishinde lazerli printerler payda boldı.
Birpara basqa paydalanıw :
Baylanıs : optikalıq talshıqlı baylanıstan tısqarı, lazerlar bos kosmik optikalıq baylanıs, sonday-aq kosmos daǵı lazer baylanısı ushın isletiledi.
Medicina : tómenge qarang
Sanaat : kesiw, sonday-aq juqa materiallardı konvertatsiya qılıw, sabıw, materiallardı ıssılıq menen qayta islew, bólimlerdi markalaw (oyma hám jabıwtırıw ), qosımshalar islep shıǵarıw yamasa selektiv lazerli sinterlash hám selektiv lazerli eritiw sıyaqlı 3 D basıp shıǵarıw processleri, bólimlerdi kontaktsiz ólshew hám 3 D skanerlew hám lazer tazalaw.
Áskeriy: nıshanlardı belgilew, jóneltiriwshi kósher-dáriler, raketaǵa qarsı qorǵaw, elektro-optikalıq qarsı sharalar (EOCM), lidar, soqır áskerler, o'qotar qurallardı kóriw. Tómenge qarang
Huqıqtı qorǵaw : LIDAR jol háreketi qaǵıydaları. Lazerlar sud-medicinalıq identifikaciya salasında jasırın barmaq izini anıqlaw ushın isletiledi
Izertlewler: spektroskopiya, lazer ablasyonu, lazerli tavlanish, lazerli shashıraw, lazerli interferometriya, lidar, lazerni tartıp alıw mikrodiseksiyasi, floresan mikroskopiya, metrologiya, lazerli sawıpıw
Kommerciya ónimleri: lazer printerleri, shtrix -kod skanerleri, termometrler, lazer kórsetkishleri, gologrammalar, kóbiksheler
Oyın-kúlki: optikalıq disklar, lazerli jaqtılandıriw displeyleri, lazerli aylanıwshı stollar
2004 jılda, diodli lazerlarni esapqa almaǵanda, ma`nisi 2, 19 milliard AQSh dollarına teń bolǵan shama menen 131 000 lazer sotilgan. Tap sol jılı shama menen 733 million diodli lazer sotilgan, olardıń ma`nisi 3, 20 milliard AQSH dollarına teń
;
|