R. C. Qasımova, R.Ə. Kərəməliyev

 
Nəhəng impulslar rejimində      
Şək. 5.9. Sərbəst generasiya
 
lazerin generasiyası böyük gücə                     
rejimi
 
malik (meqovatt) qısa impulslar  
(nanosaniyə müddətli) şəklində baş verir. Bu rejimdə lazerin iş 
prinsipini  aydınlaşdıraq.  Tutaq  ki,  fəal  mühit  həyəcanlaşdırılır 
amma əks rabitə yoxdur. Belə olan halda inversiya xeyli böyük 
ola  bilər.  Əgər  ani  olaraq  əks  rabitə  yaradılarsa,  mühitin 
güclənməsi onun itkilərindən xeyli artiq olar və nəticədə güclü 

 
49
qısa  işıq  impulsu  şüalanacaqdır.  Bu  rejimi  almaq  üçün  prakti-
kada  fırlanan  güzgüdən,  prizmadan,  Kerr  özəyindən,  uduğu 
mayelərdən və s. istifadə olunur. 
 

 
50
6.Lazerlərin növləri 
 
Fəal  mühitin  aqreqat  halına  görə  və  orada  inversiyanın 
yaradılma  üsuluna  görə  lazerlər  bərk  cisim,  qaz,  yarımkeçirici 
və  maye  lazerlərə  bölünürlər.  Göstərilən  lazer  növlərinin 
şüalanma xassələri (güc və s.) əsasən fəal maddələrin xassələri 
ilə təyin olunur. 
Fəal  mühitin  hər  bir  növünün  öz  xüsusiyyətləri  vardır. 
Onlarda  inversiyanın  yaranması  üsulu  da  müxtəlifdir.  Buna 
görə də hər bir  fəal  mühit növünün xassələrini  və inversiyanın 
yaranması üsullarını ardıcıl olaraq nəzərdən keçirək. 
 
6.1. Bərk cisimli lazerlər:  bərk cisimli mühitlər yaqut 
neodium  lazerlərinin  enerji  səviyyələrinin  sxemi, 
spektri və quruluşu 
 
Bərk  cisimli  lazerlərin  ümumi  xarakteristikası  və 
xüsusiyyətləri:  Bərk  cisimli  lazerlərin  işçi  elementi  kristallik 
və ya amorf dielektrikdən hazırlanmışdır. Belə lazerlər istehlak 
üçün etibarlı, əlverişli və müqayisə olunacaq dərəcədə sadədir-
lər. Böyük olmayan ölçülü lazerlər çox yüksək impulslu gücləri 
(10
 
Vt və daha çox) və çox qısa işıq impulsları (10
 
s-ə qədər və 
az) generasiya edə bilərlər, həmçinin 1mVt-dan 100
 
Vt-a qədər 
çıxış  güclə  kəsilməz  rejimdə  işləyə  bilərlər.  Bərk  cisimli 
lazerlərin doldurulması optik yolla həyata keçirilir.  
Bunun üçün xüsusi doldurma  lampalarının köməyi  ilə və 
ya  yarımkeçirici  lazer  diodların  köməyi  ilə  elektrik  enerjisi 
optik şüalanmaya çevrilir, belə optik şüalanma aktiv maddənin 
atomları  tərəfindən  udulur  və  onları  həyəcanlaşmış  vəziyyətə 
gətirirlər.  Doldurmanın  elektrik  enerjisinin  çevrilməsi  üçün 
belə aralıq prosesinin olması bərk cisimli lazerlərin ümumi f.i.ə 
-nı aşağı salır, haradakı lampalı doldurma zamanı bir neçə faizi 
aşmır və injeksiya lazerləri ilə doldurma zamanı 30%-ə çatır.  
Bərk cisimli lazerlərin spektral iş diapazonu aktiv mühitin 
optik  şəffaflığı  ilə  məhdudlaşmışdır.  Qısa  dalğalı  tərəfdən  iş 
diapazonu  məxsusi  udulma  prosesləri  ilə,  lakin  uzun  dalğalı 

 
51
tərəfdən  isə  qəfəslərin  rəqslərinin  qarşılıqlı  təsiri  ilə  məhdud-
laşmışdır.  Buna  görə  də  bərk  cisimli  lazerlər  spektrin  yaxın 
ultrabənövşəyi,  görünən  və  yaxın  infraqırmızı  oblastlarında 
işləyirlər.  
Optik  doldurmaya  malik  lazer  aktiv  elementlərin  hazır-
lanması  üçün  nəzərdə  tutulan  materiallar  aktiv  dielektriklər 
adlanır. Onlar energetik səviyyələrin müəyyən sisteminə malik 
olmalıdırlar,  bu  sistem  lazerin  işinin  üç  və  ya  dörd  səviyyəli 
sxemindən alınan tələbləri ödəyirlər. Asanlıqla nəticə çıxarmaq 
olar  ki,  bu  materiallar  aşağıdakılara  malik  olmalıdırlar:  vahidə 
yaxın  işçi  keçiddə  kvant  çıxışlı  intensiv  fluoressensiyaya; 
doldurma  mənbəyinin  şüalanma  oblastında  aktiv  udulmanın 
geniş  zolaqlarına  və  işçi  keçidin  tezliyində  itkilərin  olmama-
sına.  Rezonatorun  daxilində  yerləşən  və  intensiv  işıq  doldur-
ması  şəraitində  işləyən  aktiv  element  yüksək  optik  keyfiy-
yətləri  saxlamalıdır.  Bu,  aktiv  materialların  mexaniki,  optik, 
istilik-fiziki,  kimyəvi  və  s.  xassələrinə  tamamilə  sərt  şərtlər 
qoyur.  Qoyulan  şərtləri  aktiv  dielektrik  adlanan  dielektriklər 
daha  tam  ödəyirlər,  belə  dielektriklər  özlərini  müxtəlif  kristal-
lik  və  amorf  matrislərdə  olan  tam  qurulmamış  daxili  elektron 
örtüklərə malik elementlərin bərk məhlulları kimi aparırlar. 
Bu elementlərin tam qurulmamış daxili elektron örtükləri 
xarici təsirlərdən, eyni zamanda da kristallik sahənin təsirindən 
valentli elektronlar vasitəsilə yaxşı ekranlaşmışdır. Ona görə də 
belə  ionların  kondensiyalı  mühitə  daxil  olması  zamanı  onların 
enerji  spektrinin  köklü  yenidən  qurulması  baş  vermir. 
Aktivator  adlanan  bu  ionlar  məxsusi  olaraq  aktivdirlər,  eyni 
zamanda  bir  çox  hallarda  kristallik  və  ya  amorf  əsas  kimi 
matris  rolunu  oynayırlar.  Bütün  işçi  lazer  keçidləri  aktiv 
ionların enerjilərinin səviyyələri arasında həyata keçirilir.
 
 
Dielektrikdəki  aktiv  paramaqnit  ion  onu  əhatə  edən 
ionların  güclü  elektrostatik  sahəsinin  təsiri  altında  yerləşir. 
Daxili  örtüklərin  xarici  elektronlar  vasitəsilə  ekranlaşmasının 
dərəcəsindən asılı olaraq, daxili kristallik sahə adlanan bu sahə 

 
52
ion  -aktivatorun  xassələrinə  müxtəlif  cür  təsir  edir.  Bu  zaman 
üç  hal  mümkündür.  Zəif  kristallik  sahə.  Bu  hal  qurulmamuş 
örtüyə  malik  olan  nadir  torpaq  elementləri  üçün  xarakterikdir, 
belə  örtük  xarici  sahələrin  təsirindən  5s-  və  5p-elektronları  ilə 
yaxşı qorunur.  
Kristala  daxil  olunmuş  nadir  torpaq  ionlarının  enerji 
spektri  sərbəst  ionların  enerji  spektrindən  az  fərqlənir.  Daxili 
kristallik  sahə  enerji  səviyyələrin  alt  səviyyələrə  parçalan-
masına səbəb olur, alt səviyyələrin  hər biri  hərəkət miqdarının 
tam momentinin müxtəlif proyeksiyalarına malikdirlər. Kristal-
lik matrislərdə belə ionların enerji səviyyələri dar qalırlar, buna 
görə də onların lyuminessensiyasının və udulmasının spektrləri 
bir sıra dar, intensiv xətlərdən ibarətdir. 
Bir  çox  hallarda  nadir  torpaq  elementləri  vasitəsilə 
aktivləşdirilmiş  dielektriklərdəki  lazerlər  dörd  səviyyəli  sxem 
üzrə işləyirlər.
 
 
Orta kristallik sahə.
 
Bu hal əlaqənin ion tipinə uyğundur 
və tam qurulmamış 3-örtüyə malik dəmir qrupunun elementləri 
üçün  xarakterikdir.
 
Burada,  kristallik  qəfəsin  sahəsinin  həyə-
canlanmış  təsiri  elektronların  spin-orbital  qarşılıqlı  təsirindən 
böyükdür və uyğun
 
əlaqə qırılmışdır. Ona görə də kristala daxil 
edilmiş  ionların  enerji  səviyyələri  sərbəst  ionlarla  müqayisədə 
əhəmiyyətli  dərəcədə  sürüşüblər.
 
Enerji  səviyyələri  kifayət 
qədər  genişlənmiş  ola  bilərlər.  Bu  səbəbdən  dəmir  qrupunun 
elementləri  effektiv  sensibilizatorlar  kimi  istifadə  olunurlar. 
Lyuminessensiyanın geniş zolaqlarının olması, həmçinin gene-
rasiya  dalğasının  səlis,  yenidən  qurulmuş  uzunluğuna  malik 
olan  dəyişən  tezlikli  bərk  cisimli  lazerlərin  yaradılmasına 
imkan açır.  
Güclü  kristallik  sahə.  Bu  hal  ətrafdakı  ionlarla  güclü 
əlaqədə olan paramaqnit mərkəzlərdə müşahidə olunur. O, tam 
qurulmamış  4d-  və  5-  örtüklərə  malik  elementlər  üçün 
xarakterikdir  və  nadir  hallarda  dəmir  qrupunun  elementləri 
üçün  müşahidə  olunur.  Güclü  sahə  LS-əlaqəni  kəsir.  Bu  halda 

 
53
kristallik  qəfəsin  sahəsinin  həyəcanlaşması  elektronların  bir-
biri  ilə  qarşılıqlı  təsirinin  enerjisinin  tərtibinə  malikdir. 
Beləliklə,  bərk  cisimli  lazerlərin  aktiv  mühiti  dielektrik  matris 
kimi özünü göstərir, bu matrisə eyni və ya müxtəlif şəkilli aktiv 
mərkəzlər (ion-aktivatorlar) daxil edilmişdir.  
Aktiv  ionların  matrislə  qarşılıqlı  təsiri  nəticəsində  nəinki 
ionun  enerji  səviyyələrinin  strukturu,  həm  də  keçidlərin 
ehtimalları,  eyni  zamanda  şüalanmayan  keçidlərin  ehtimalları, 
həmçinin  şüalanan  və  şüalanmayan  keçidlərin  ehtimalları 
arasındakı  münasibət  dəyişilir.  Buna  görə  də  optimal  matrisin 
tapılması  tamamilə  vacib  məsələdir.  Asanlıqla  əsas  tələbləri 
formalaşdırmaq  olar,  bu  tələbləri  lazer  aktiv  dielektriklərin 
matrisləri ödəməlidirlər.  
Birincisi,  matris  yüksək  optik  keyfiyyətlərə  malik  olma-
lıdır,  optik  bircinsli  və  lazer  şüalanması  üçün  şəffaf  olmalıdır, 
doldurma  mənbəyinin  şüalanma  oblastında  aktiv  olmayan 
udulmaya malik olmamalıdır. İkincisi, matris özünün mexaniki 
xassələrini  və  optik  bircinsliyini  itirmədən,  idarə  olunan  miq-
darda  verilmiş  aktivatorun  daxil  olmasına  imkan  verməlidir; 
qarışmış  və  qarışdıran  ionların  həndəsi  parametrləri  nə  qədər 
çox  əlverişli  olarsa,  bir  o  qədər  də  bu  şərt  asanlıqla  yerinə 
yetirilər.
 
Üçüncüsü,  matris  yüksək  istilik  keçiriciliyinə  malik 
olmalıdır,  ona  görə  ki,  şüalanmayan  keçidlərinin  nəticəsində 
qəfəsə  ötürülən  enerji  və  doldurmanın  istiliyə  çevrilən  enerjisi 
tez  bir  zamanda  dağıla  bilsinlər,  nəzərə  çarpan  istilik-optik 
dəyişikliklərə  və  termik  deformasiyalara  səbəb  olmasınlar
. 
Dördüncüsü,  matris  generasiya  olunmuş  lazer  şüalanmasına 
nisbətən  yüksək  şüa  dayanıqlığına  malik  olmalıdır,  həmçinin, 
doldurmanın  güclü  şüalanmasına  foto  kimyəvi  dayanıqlı 
olmalıdır.  Nəhayət,  beşincisi,  yaxşı  mexaniki  xassələrə  malik 
olan  matris  hazırlanma  və  optik  emal  prosesində  texnoloji 
olmalıdır,  çünki  aktiv  elementin  parametrlərinə  (səthin  emal 
keyfiyyəti,  ucların  paralelliyi,  bircinslilik)  çox  yüksək  tələblər 
qoyurlur.  Hal  -hazırda  generasiya  300  kristalların  və  şüşənin 

 
54
onlarla  tipində  müxtəlif  ionların  enerji  səviyyələri  arasındakı 
bir neçə yüz keçidlərdə alınmışdır.  
Lakin elə bir material yoxdur ki, bütün sadalanan tələbləri 
tamamilə  ödəsin.  Bu  tələbləri  müxtəlif  dərəcədə  oksidlərin 
oksigen birləşmələri  əsasında  monokristallar  və kompleks ani-
onlara  malik  birləşmələr,  elementlərin  və  qrupların  ftoridləri, 
plastmas şüşələri və digər kristallik və amorf dielektriklər ödə-
yirlər. Bərk məhlullar tipində olan qarışıq sistemlərin istifadəsi 
böyük  maraq  doğurur.  Doldurma  məqsədi  ilə  injeksiya 
lazerlərinin və işıq diodlarının tətbiqi f.i.ə -nı bir tərtib artırır və 
bərk  cisimli  lazerlərin  istehlak  xassələrini  yaxşılaşdırır.  İlk 
doldurma lampası ksenonla doldurulmuş impuls spiral lampa –
alışqan  olmuşdur,  bu  lampa  fotoqrafiyada  tətbiq  olunan 
lampaya  analojidir.  Yaqut  çubuq  şəklində  olan  aktiv  element 
bu  lampanın  oxu  üzərində  yerləşmişdir,  bu  lampadan  güclü 
kondensatorun
 
boşalması əmələ gəlir.  
Müasir bərk cisimli lazerlər iki blok şəklində konstruktiv 
olaraq yerinə yetirilir: lazer şüalanması bloku, buna, həmçinin, 
lazer  başlığı  da  deyilir  və  enerji  mənbəyi  bloku.  İmpuls 
lampaları  vasitəsilə  doldurma  zamanı  enerji  mənbə  bloku 
özündə  aşağıdakıları  cəmləyır:  adətən  böyük  tutumlu  yüksək 
voltlu  kondensatorların  batareyası  şəklində  olan  enerji  topla-
yıcısı, açar rolunu oynayan alovlanma
 
sxemini,
 
cərəyan impul-
sunun verilmiş müddəti və quruluşunu formalaşdıran sistemini. 
Belə sistem kimi
 
əksər halda
 
lampa –alışqanlara paralel qoşul-
muş  induktivliyi  tətbiq  edirlər.
 
Adətən  doldurma  impulsunun 
müddəti  onlarla  couldan  onlarla  və  hətta  yüzlərlə  kilocoula 
kimi  hər  hansı  bir  impulsun  enerjisi  zamanı  0,1÷3  ms  təşkil 
edir.  
Bərk  cisimli  lazerin  şüalandırıcısı  aktiv  elementdən,  dol-
durma  mənbəyindən,  əks  etdiricisindən,  soyuducu  sisteminin 
rezonatorunun  güzgülərindən  və  şüalanma  ilə  idarəetmə  ele-
mentlərindən  ibarətdir.  Monokristallar  əsasında  aktiv  element-
lər,  adətən,  diametri  3
 
mm  və  uzunluğu  10
 
sm-ə  kimi  olan 

 
55
silindrik  çubuqlar  şəklində  hazırlanırlar.  Şüşə  aktiv  elementlər 
diametri  8,2
 
mm  və  uzunluğu  50
 
sm-dən  çox  olan  silindrik 
formada  olduğu  kimi,  uzunluğu  1
 
m-ə  kimi  olan
 
paralelipiped 
şəklində
 
düzbucaqlı kəsik kimi (yüksək gücə malik lazerlərdə) 
də ola bilər. 
Bərk  cisimli  lazerlər  və  ya  bərk  dielektriklər  əsasında 
lazerlər  həyəcanlanmış  hissəciklərin  böyük  konsentrasiyası  ilə 
fərqlənirlər,  bərk  cisimlərin  konsentrasiyası  həyəcanlanmış 
hissəciklərin  qaz  lazerlərindəki  konsentrasiyasından  bir  neçə 
tərtib  yüksəkdir.
 
Buna  görə  də  bərk  mühitlər  qüvvənin  böyük 
əmsalı  ilə  xarakterizə  olunur  və  aktiv  elementin  uzunluğu  çox 
da  böyük  olmadıqda,  onların  köməyi  ilə  böyük  güclər  almaq 
mümkündür. Lakin bərk mühitlər kiçik optik qeyri -bircinsliyə 
malikdirlər  və  onlarda  dağılmağa  düşən  paylanmış  itkilər 
çoxdur.  Bu,  keyfiyyətliliyin  məhdudiyyətinə,  yüksək  olmayan 
monoxromatikliyə  və  şüalanmanın  yüksək  dərəcədə  dağılma-
sına səbəb olur. 
İnversiyanın  bərk  cisimli  lazerlərdə  mühitin  optik  bir-
cinsliyini  pozmayan  yeganə  mənbəyi 
optik  doldurmadır.  Lakin  fotonun 
udulması  –rezonans  prosesdir.  Buna 
görə  də  iki  səviyyəli  quruluşda  optik 
doldurma  zamanı  inversiyanı  almaq 
praktiki olaraq mümkün deyil, belə ki, 
keçid  zamanı  doldurma  mənbəyinin 
spektrinin 
yalnız 
kiçik 
hissəsi 
udulacaqdır.  Üç  səviyyəli  sxem  daha 
tətbiq  olunandır  (Şək.  6.1),  burada 
optik  doldurma  əsas  səviyyəsindən 
(aşağı lazer səviyyəsindən) 1 geniş 
 
yuxarı səviyyəyə 3 az yaşama             
Şək.6.1. Üçsəviyyəli 
 
quruluş
  
 

 
56
 vaxtı  ilə  baş  verir.  Bu  səviyyədən  böyük  yaşama  vaxtı  olan 
yuxarı 2 lazer səviyyəsinə  sürətli şüalanmayan keçid baş verir, 
belə olduqda bu səviyyədə yüksək məskunlaşma yaranır.  
Üç  səviyyəli  inversiya  sxeminin 
alınması üçün əsas səviyyəni əhəmiyyətli  
dərəcədə  boşaltmaq  vacibdir,  bu  isə 
doldurmanın  çox  yüksək  intensivliyini 
tələb  edir.  Lazer  keçidi  aralıq  səviyyələr 
arasında  dörd  səviyyəli  quruluşda  baş 
verdikdə  proses  daha  effektivdir,  bu 
zaman aşağı lazer səviyyəsi şüalanmayan 
keçidlərlə  boşalır,  bu  isə  əhəmiyyətli 
dərəcədə  az  doldurma  tələb  edir  (Şək. 
6.2). 
Bərk  cisimli  lazerlərin  aktiv  mühiti 
matrisdən  ibarətdir,  bu  matris  kvant 
güclənməsində iştirak etmir və özündə        
Şək. 6.2. Dördsəviyyəli  
 
aşqarlar əvəzinə aktivatorun ionlarını və                  
quruluş
 
ya atomlarını saxlayır, belə atomların  
sayı  mühitin  atomlarının  tam  sayının  müəyyən  faizini  təşkil 
edir. Dielektrikdə aktivatorun enerji səviyyələri təcrid olunmuş 
atomların  səviyyəsindən  fərqlənirlər.  Daxili  kristallik  sahənin 
təsirindən  səviyyələr  zolaqlar  əmələ  gətirərək,  parçalanırlar. 
Matrisin qeyri –bircinsliliyi xətlərin qeyri –bircins genişlənmə-
sinə səbəb olur.  
İlk  lazer  yaqutdakı  bərk  cisimli  lazer  olmuşdur,  burada 
matris  əvəzinə  kristallik  qəfəs-  Al
2
O
3
  (korund)  istifadə  olunur, 
aktivatorlar  isə  xrom  ionlarıdır  –  Cr
3+
,  bu  ionlar  korund 
qəfəsində  alüminiumu  əvəz  edirlər  və  yaqutu  qırmızı  rəngə 
boyayırlar.   
Maddələr  bərk  cisimli  lazerlərdə  fəal  mühit  kimi  işlənir 
və  bərk  aqreqat  halda  olan  bərk  fəal  mühit  adını  daşıyır. 
Yarımkeçirici  maddələrin  bərk  halda olmasına baxmayaraq  bu 

 
57
lazerlərin  xüsusi  xassələri  tələb  edir  ki,  onları  müstəqil  lazer 
növünə ayıraq.  
Bərk fəal mühitlərin bir sıra müsbət cəhətləri vardır:  
1)  fəal  hissəciklərin  yüksək  toplanması  (konsentrasiyası)  (10
17
 
÷10
20
 
sm
-3
).  Nəticədə  enerji  səviyyələrində  hissəciklərin  sayı 
qaz  lazerlərə  nisbətən  çox  böyük  olur;  2)  yüksək  gücləndirici 
əmsalı.  Bu  da  fəal  mühitin  kiçik  həcmində  güclü  şüalanma 
almağa imkan verir.  
Bərk fəal mühitlərin mənfi cəhətlərindən qeyd edək:  
1) qazlara nisbətən daha az bircinsliyə malikdirlər, bu da böyük 
itkiyə  gətirib  çıxarır;  2)  qazlara  nisbətən  bərk  cisimdə  enerji 
səviyyələrin eni daha böyükdür, bu da şüalanma spektr xəttinin 
genişlənməsinə səbəb olur. 
Matrisa  və  aktivatordan  ibarət olan  iki  komponentli  bərk 
məhlul  qarışığı  bərk  fəal  mühitdir.  Mühitin  əsasını  matrisa 
təşkil  edir,  lakin  generasiya  prosesində  bilavasitə  matrisa 
iştirak etmir. İnversiya paylanmasının yaranmasında və genera-
siyanın  şüalanmasında  aktivator  maddəsinin  səviyyələri 
arasındakı  keçidlər  iştirak  edir.  Adətən  matrisaya  0,05÷3-6% 
nisbətində aktivator əlavə edilir. Matrisaya əlavə olan aktivato-
run səviyyələri təcrid edilmiş aktivator səviyyələrindən seçilir. 
Matrisanın  təsiri  altında  aktivatorun  səviyyələri  parçalanır, 
yerini dəyişir və genişlənirlər. Eyni aktivatorun müxtəlif matri-
salara  əlavə  edilməsi  eyni  keçiddə  lazer  şüasının  xassələrinin 
dəyişilməsinə gətirib çıxarır.  
Doldurma  enerjisi  minimum  olduqda  generasiya  şərtləri-
nin ödənilməsi üçün  matrisa  maddəsinə təqdim olunan  bir sıra 
tələbləri nəzərdən keçirək: 
1) Bu matrisanın aktivatorları elə elementlər olmalıdır ki, 
onların  keçidlərində  generasiya  baş  versin.  Həndəsi  uyğunluq 
nə  qədər  çox  olarsa  (misal  üçün  ion  radiusların  uyğunluğu),  o 
qədər  nəzərə  çarpmayan  optik  nöqsanlarla  yüksək  aktivator 
konsentrasiyaları  matrisada  əldə  edilə  bilər.  Optik  nöqsanların 

 
58
bir neçəsini yada salaq: bu mexaniki gərginlikdir, aşqarın qeyri 
–bircinsli paylanması və s. 
2)  O  gərək  mexaniki  və  kimyəvi  cəhətdən  davamlı  və 
möhkəm olsun. 
3)  İnversiya 
paylanmasının 
yaranması 
və 
şüa 
generasiyası  zamanı  yaranan  yüksək  qızdırılmaya  davam 
gətirməlidir. 
4)  Texnoloji olmalıdır. 
5)  Mexaniki  və  optik  emala  dözümlü  (davamlı) 
olmalıdır  (fəal  elementlərin  cürbəcür  həndəsi  formada 
hazırlanması, cilalanması, hamarlanması və əksedici təbəqə ilə 
örtülməsi mümkün olmalıdır). 
6)  Doldurma  şüası  və  generasiya  üçün  o  gərək  şəffaf 
olsun,  başqa  sözlə  doldurma  və  generasiya  şüaların 
tezliklərində  nə  məxsusi,  nə  də  aşqar  udulma  qabiliyyətinə 
malik olsun. 
7)  Optiki  və  mexaniki  bircinslik  olmalıdır,  çünki  fəal 
mühitin  qeyri  –bircinsliklər  üstündə  olan  səpilmələr  əlavə 
enerji  itkiləri  yaradır  və  son  həddinə  çatdırılmış  işıq  selini 
azaldır. 
Kristalik və ya amorf dielektrik fəal mühit matrisası kimi 
istifadə edilə bilər.  
Kristalik matrisa kimi (Al
2
O
3
) korundu və itri –alüminum 
qranatı  (Y
3
Al
5
O
12
)  misal  gətirmək  olar.  Korund  üçün  aktivator 
rolunu dəmir qrupunun xrom kimi üçvalentli ionları (Cr
3+
), itri 
–alüminli  qranat  üçün  isə  -neodium  kimi  üçvalentli  nadir 
torpaq elementləri oynayır. 
Amorf  dielektrik  matrisası  kimi  xüsusi  tərkibli  şüşələri 
misal  gətirmək  olar.  Şüşə  fəal  mühitlərin  əsas  üstün  cəhətləri 
bundan  ibarətdir:  1)  ixtiyari  ölçüdə  və  formada  fəal  element-
lərin  (çubuqların)  hazırlanması  çətinlik  törətmir;  2)  fəal 
elementi  şüşə  liflər  formasında  düzəltmək  və  optik  dalğa 
aparan  kimi  istifadə  etmək  olar.  Bu  səbəbdən  fəal  elementin 
effektli  soyudulması  təmin  olunur  və  böyük  həcmlərin  optik 

 
59
doldurulması  asanlaşdırılır;  3)  böyük  ölçülü  şüşələr  yüksək 
optik  bircinsliyə  malikdirlər;  4)  xassələrinin  izotropluğu;  5) 
şüşənin  kimyəvi  tərkibini  dəyişərək  sındırma  əmsalını  (n) 
1,5÷2 dəyişmək olar. 
Mənfi cəhətlərindən qeyd edək: 1) kristalik mühitlərə nis-
bətən  şüşədə  spektral  şüalanma  xətti  enlidir,  bu  da  generasiya 
həddinin artmasına gətirir; 2) şüalanmanın kvant çıxışı azdır; 3) 
istilik –fiziki xassələri pisdir; kiçik istilikkeçirmə qabiliyyətinə 
və  yüksək  termik  genişlənmə  əmsalına  malikdir;  4)  məhdud 
sahədə  olan  şüşə  şəffaflığa  ultrabənövşəyi  sahədə  doldurma 
prosesinə  mane olur,  infraqırmızı sahədə  isə aşqar olduğundan 
udulma prosesi  vardır, bu da λ>2000
 
nm sahədə generasiyanın 
alınmasını çətinləşdirir. 
 
6.2. Yaqut lazeri 
 
İlk  optik  kvant  generatorunun  fəal  mühiti  süni  yaqut 
kristalından  ibarət  olmuşdur.  Bu  lazer  1960-cı  ildə  (ABŞ  -da) 
Meyman  tərəfindən  yaradılmışdır.  Yaqut  kristallik  mineraldır, 
onun  rəngi  çəhrayıdan  tünd 
qırmızıya 
qədər 
dəyişir. 
Yaqutun  quruluşu  Al
2
O
3
  -ün 
kristal  qəfəsinə  daxil  olan 
üçvalentli  xrom  ionlarından 
ibarətdir. Cr atomlarının kon-
sentrasiyası  0,05÷0,5  faizə 
qədər  dəyişir.  Xromun  miq-
darı  yaqut  kristalın  rəngini 
təyin edir: xromun konsentra-
siyası  nə  qədər  çox  olarsa,  o 
qədər  qırmızıyaçalan  rəng 
alınar. Qeyd edek ki, burada           
Şək. 6.3. Xrom ionunun enerji
 
işçi maddə xrom atomlarıdır. Gə               
səviyyələri
 
lin xrom ionunun aşağı səviy       
 

 
60
yələrinə  nəzər  salaq  (Şək.  6.3).  Al
2
O
3
 
  kütləsinə  0,05%  Cr
2
O
3
 
əlavə edilsə, onda yaqutun 
1
sm
3
 həcmində Cr
3+
 ionların ümumi 
sayı 
17
10
57
,
1

 olacaq.  Al
3+
  ionların  sayı 
3
22
10
71
,
4


sm  olduqda 
orta hesabla hər Cr ionu yalnız bir neçə mindən bir Al ionunu  
əvəz  edir.  Cr  ionları  kristal  qəfəsinin  düyünlərində  bir  –
birindən uzaqda  yerləşir. Buna görə də ionların qarşılıqlı təsiri 
nəzərə  alınmır.  Sxemdə  Cr  ionunun  bir-birinə  yaxın  olan  iki 
metastabil  səviyyəsi (2) verilir. 2–1 keçidi  seçmə  qaydaları  ilə 
qadağandır.  İki  enli  üç  nömrəli  səviyyələrin  yaşama  müddəti 
kiçikdir.  Burada  3–2  özbaşına  keçid  daha  böyük  ehtimala 
malikdir.  Bu  keçid  nəticəsində  şüalanma  baş  vermir  və  ionun 
daxili enerjisinin artığı kristallik qəfəsin istilik enerjisinə keçir. 
Yaqut lazerində inversiyanın yaranması üçsəviyyəli sistem üzrə 
gedir.  1–3  keçiddə  optik  doldurulmanın  şüaları  kristalda 
udulur. Yaqut kristalının udulma spektri