Кирәкле постлар өчен безнең социаль медиага язылыгыз
Заманча технологияләрнең нигезе булган лазерлар катлаулы булулары белән беррәттән кызыклы. Аларның үзәгендә когерент, көчәйтелгән яктылык җитештерү өчен бердәм эшләүче компонентлар симфониясе ята. Бу блог лазер технологиясен тирәнтен аңлау өчен фәнни принциплар һәм тигезләмәләр белән расланган бу компонентларның нечкәлекләрен тирәнтен өйрәнә.
Лазер системасы компонентларына тирәнтен күзәтү: профессионаллар өчен техник караш
| Компонент | Функция | Мисаллар |
| Уртача көчәйтү | Күчәйтү мохите - лазердагы яктылыкны көчәйтү өчен кулланыла торган материал. Ул популяция инверсиясе һәм стимуллаштырылган нурланыш процессы аша яктылыкны көчәйтүне җиңеләйтә. Күчәйтү мохитен сайлау лазерның нурланыш үзенчәлекләрен билгели. | Каты халәттәге лазерлармәсәлән, Nd:YAG (неодим белән кушылган иттрий алюминий гранаты), медицина һәм сәнәгать кулланылышларында кулланыла.Газ лазерларымәсәлән, кисү һәм эретеп ябыштыру өчен кулланыла торган CO2 лазерлары.Ярымүткәргечле лазерлар:мәсәлән, лазер диодлары, оптик җепсел элемтәсендә һәм лазер күрсәткечләрендә кулланыла. |
| Насос чыганагы | Насос чыганагы популяция инверсиясенә (популяция инверсиясе өчен энергия чыганагы) ирешү өчен көчәйтү мохитенә энергия бирә, шуның белән лазер белән эшләү мөмкинлеген бирә. | Оптик насослауКаты тирәлекле лазерларны эшләтеп җибәрү өчен фонарьлар кебек көчле яктылык чыганакларын куллану.Электр насосларыГаз лазерларында газны электр тогы аша кузгату.Ярымүткәргечле насосларКаты халәттәге лазер мохитен насослау өчен лазер диодларын куллану. |
| Оптик куышлык | Ике көзгедән торган оптик куышлык яктылыкны чагылдыра, көчәйтү мохитендәге яктылык юлын арттыра, шуның белән яктылык көчәйтүне көчәйтә. Ул лазер көчәйтүе өчен кире элемтә механизмын тәэмин итә, яктылыкның спектраль һәм киңлек үзенчәлекләрен сайлый. | Планар-Планар куышлыкЛаборатория тикшеренүләрендә кулланыла, структурасы гади.Яссы-батыр куышлыкСәнәгать лазерларында еш очрый, югары сыйфатлы нурлар бирә. Боҗра куышлыгыБоҗралы лазерларның махсус конструкцияләрендә, мәсәлән, боҗралы газ лазерларында кулланыла. |
Көчәйтү мохите: Квант механикасы һәм оптик инженерия бәйләнеше
Көчәйтү мохитендә квант динамика
Көчәйтү мохите - яктылык көчәйтүенең төп процессы бара торган урын, бу квант механикасында тирән тамырланган күренеш. Энергия халәтләре һәм мохит эчендәге кисәкчәләр арасындагы үзара бәйләнеш стимуллаштырылган нурланыш һәм популяция инверсиясе принциплары белән җайга салына. Яктылык интенсивлыгы (I), башлангыч интенсивлык (I0), күчеш кисемтәсе (σ21) һәм ике энергия дәрәҗәсендәге (N2 һәм N1) кисәкчәләр саны арасындагы критик бәйләнеш I = I0e^(σ21(N2-N1)L тигезләмәсе белән сурәтләнә. N2 > N1 булган популяция инверсиясенә ирешү көчәйтү өчен бик мөһим һәм лазер физикасының нигез ташы булып тора.1].
Өч дәрәҗәле һәм дүрт дәрәҗәле системалар
Гамәли лазер конструкцияләрендә өч дәрәҗәле һәм дүрт дәрәҗәле системалар еш кулланыла. Өч дәрәҗәле системалар, гадирәк булса да, популяция инверсиясенә ирешү өчен күбрәк энергия таләп итә, чөнки лазерның түбән дәрәҗәсе төп халәттә була. Икенче яктан, дүрт дәрәҗәле системалар, югарырак энергия дәрәҗәсеннән тиз нурланышсыз таркалу аркасында популяция инверсиясенә нәтиҗәлерәк юл тәкъдим итә, бу аларны заманча лазер кушымталарында киңрәк куллана.2].
Is Эрбий белән кушылган пыялакөчәйтү уртачасы?
Әйе, эрбий белән кушылган пыяла, чыннан да, лазер системаларында кулланыла торган көчәйтү мохите төре. Бу контекстта "кулланылыш" пыялага билгеле бер күләмдә эрбий ионнарын (Er³⁺) өстәү процессын аңлата. Эрбий - сирәк очрый торган җир элементы, ул пыяла хуҗасына кушылганда, стимуллаштырылган нурланыш аша яктылыкны нәтиҗәле рәвештә көчәйтә ала, бу лазер операциясендә төп процесс.
Эрбий белән кушылган пыяла, бигрәк тә, телекоммуникация сәнәгатендә, җепсел лазерларда һәм җепсел көчәйткечләрдә кулланылуы белән аерылып тора. Ул бу кушымталар өчен бик яхшы туры килә, чөнки ул 1550 нм тирәсендәге дулкын озынлыкларында яктылыкны нәтиҗәле көчәйтә, бу стандарт кремний җепселләрендә югалтулары аз булу сәбәпле, оптик җепсел элемтәсе өчен төп дулкын озынлыгы булып тора.
...эрбийионнар насос яктылыгын йоталар (еш кына бердәнлазер диоды) һәм югарырак энергия халәтләренә күтәреләләр. Алар түбәнрәк энергия халәтенә кайткач, лазер процессына өлеш кертеп, лазер дулкыны озынлыгында фотоннар чыгаралар. Бу эрбий белән кушылган пыяланы төрле лазер һәм көчәйткеч конструкцияләрендә нәтиҗәле һәм киң кулланыла торган көчәйтү мохите итә.
Бәйле блоглар: Яңалыклар - Эрбий белән кушылган пыяла: Фән һәм кулланылыш
Насос механизмнары: лазерларның хәрәкәтләндергеч көче
Популяция инверсиясенә ирешүнең төрле ысуллары
Лазер конструкциясендә насос механизмын сайлау бик мөһим, ул нәтиҗәлелектән алып чыгу дулкын озынлыгына кадәр барысына да йогынты ясый. Тышкы яктылык чыганакларын, мәсәлән, лампалар яки башка лазерларны кулланып, оптик насослау каты халәттәге һәм буяу лазерларында киң таралган. Электр разряд ысуллары гадәттә газ лазерларында кулланыла, ә ярымүткәргеч лазерлар еш кына электрон инъекциясен кулланалар. Бу насос механизмнарының нәтиҗәлелеге, бигрәк тә диод белән насосланган каты халәттәге лазерларда, соңгы тикшеренүләрнең мөһим юнәлеше булып тора, югарырак нәтиҗәлелек һәм компактлык тәкъдим итә.3].
Насослау нәтиҗәлелегенең техник мәсьәләләре
Насослау процессының нәтиҗәлелеге лазер дизайнының мөһим аспекты булып тора, ул гомуми эшчәнлеккә һәм куллануга яраклылыкка йогынты ясый. Каты халәтле лазерларда, насос чыганагы буларак яктырткычлар һәм лазер диодлары арасында сайлау системаның нәтиҗәлелегенә, җылылык йөкләмәсенә һәм нур сыйфатына сизелерлек йогынты ясый ала. Югары куәтле, югары нәтиҗәле лазер диодларының эшләнеше DPSS лазер системаларында революция ясады, компактрак һәм нәтиҗәлерәк конструкцияләр булдыру мөмкинлеген бирде.4].
Оптик куышлык: Лазер нурын проектлау
Куышлык дизайны: Физика һәм инженериянең баланслаштыру акты
Оптик куышлык, яки резонатор, пассив компонент кына түгел, ә лазер нурын формалаштыруда актив катнашучы. Куышлыкның дизайны, шул исәптән көзгеләрнең кәкрелеге һәм тигезләнеше, лазерның тотрыклылыгын, режим структурасын һәм чыгышын билгеләүдә мөһим роль уйный. Куышлык оптик көчәнешне арттырырлык итеп, югалтуларны минимальләштерерлек итеп эшләнгән булырга тиеш, бу оптик инженерияне дулкын оптикасы белән берләштерә торган бурыч.5.
Тирбәнеш шартлары һәм режим сайлау
Лазер тирбәнеше барлыкка килсен өчен, мохит тарафыннан бирелгән көчәйтү коэффициенты бушлык эчендәге югалтулардан артып китәргә тиеш. Бу шарт, когерент дулкын суперпозициясе таләбе белән берлектә, билгеле бер буй режимнары гына хуплана дип билгели. Мода аралыгы һәм гомуми мода структурасы бушлыкның физик озынлыгы һәм көчәйтү мохитенең сыну күрсәткече белән бәйле.6].
Йомгак
Лазер системаларын проектлау һәм эксплуатацияләү физика һәм инженерия принципларының киң спектрын үз эченә ала. Көчәйтү мохитен көйләүче квант механикасыннан алып оптик куышлыкның катлаулы инженериясенә кадәр, лазер системасының һәр компоненты аның гомуми функциональлегендә мөһим роль уйный. Бу мәкалә лазер технологияләренең катлаулы дөньясына күз салырга мөмкинлек бирде, бу өлкәдәге профессорлар һәм оптика инженерларының алдынгы белемнәре белән туры килә торган фикерләр тәкъдим итте.
Сылтамалар
- 1. Зигман, А.Е. (1986). Лазерлар. Университет фән китаплары.
- 2. Свелто, О. (2010). Лазерлар принциплары. Springer.
- 3. Кохнер, В. (2006). Каты җисемле лазер инженериясе. Springer.
- 4. Пайпер, ДЖА, һәм Милдрен, Р.П. (2014). Диод белән насосланган каты халәтле лазерлар. Лазер технологияләре һәм кушымталары кулланмасында (III том). CRC Press.
- 5. Милонни, П.В. һәм Эберли, Дж.Х. (2010). Лазер физикасы. Уайли.
- 6. Сильфваст, В.Т. (2004). Лазер нигезләре. Кембридж университеты нәшрияты.
Бастырып чыгару вакыты: 2023 елның 27 ноябре