Tez yazı üçün sosial mediamıza abunə olun
Müasir texnologiyanın bir təməl daşı, mürəkkəb olduqları qədər maraqlıdır. Onların ürəklərində ardıikdə, gücləndirilmiş işıq istehsal etmək üçün bir araya gələn komponentlərin simfoniyası var. Bu blog, bu komponentlərin incəliklərinə, elmi prinsiplər və tənliklər tərəfindən dəstəklənən, lazer texnologiyasını daha da dərin bir anlayış təmin edir.
Lazer sistem komponentlərinə qarşı inkişaf etmiş anlayışlar: mütəxəssislər üçün texniki perspektiv
| Komponent | Funksiya | Misal |
| Mühit qazanmaq | Qazanc mühiti, gücləndirici işıq üçün istifadə olunan bir lazerdəki materialdır. Əhali inversiya və stimullaşdırılmış emissiya prosesi ilə yüngül gücləndirməni asanlaşdırır. Qazancın seçimi lazerin radiasiya xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir. | Qatı dövlət lazerləri: məsələn, ND: YAG (neodmium-doped yttrium alüminium garnet), tibbi və sənaye tətbiqlərində istifadə olunur.Qaz lazerləri: məsələn, CO2 lazerləri, kəsmə və qaynaq üçün istifadə olunur.Yarımkeçirici lazerlər:məsələn, lifli optika rabitəsi və lazer göstəricilərində istifadə olunan lazer diodları. |
| Nasos mənbəyi | Nasos mənbəyi, lazer əməliyyatını təmin edən, əhalinin inversiyasına (əhalinin inversiya üçün enerji mənbəyi) əldə etmək üçün qazanc mühitinə enerji verir. | Nasos: Solid-dövlət lazerlərini pompalamaq üçün flashlamps kimi sıx işıq mənbələrindən istifadə etmək.Elektrik nasosu: Elektrik cərəyanında qaz lazerlərində qazı həyəcanlandıran.Yarımkeçirici nasos: Qatı dövlət lazer mühitini pompalamaq üçün lazer diodlarından istifadə etmək. |
| Optik boşluq | İki güzgüdən ibarət olan optik boşluq, qazanc mühitində işığın yolunun artırılması üçün işığı əks etdirir və bununla da yüngül gücləndirmə gücləndirir. Lazer gücləndirilməsi üçün bir rəy mexanizmi təmin edir, işığın spektral və məkan xüsusiyyətlərini seçir. | Planar-planar boşluğu: Laboratoriya tədqiqatlarında istifadə olunur, sadə quruluş.Planar-konkav boşluğu: Sənaye lazerlərində ümumi, yüksək keyfiyyətli şüalar təqdim edir. Ring boşluğu: Üzüklü qaz lazerləri kimi ring lazerlərinin xüsusi dizaynında istifadə olunur. |
Qazanc mühiti: Kvant mexanikası və optik mühəndisliyin bir nexusu
Qazanc mühitində kvant dinamikası
Qazanc mühiti, işıq gücləndirməsinin əsas prosesinin baş verdiyi fenomen, kvant mexanikasında dərin bir şəkildə köklənmiş bir hadisədir. Enerji dövlətləri və mühitdəki hissəciklər arasındakı qarşılıqlı əlaqə, stimullaşdırılmış emissiya və əhali inversiya prinsipləri ilə tənzimlənir. İşıq intensivliyi arasındakı kritik əlaqə (i), ilkin intensivliyi (I0), keçid çarpazlığı (σ21) və iki enerji səviyyəsindəki (N2 və N1) hissəcik nömrələri I = i0e ^ (σ21 (N2-N1) L) tərəfindən təsvir edilmişdir. N2> N1, gücləndirmək üçün vacibdir və lazer fizikasının təməl daşı olduğu bir əhali inversiyasına nail olmaq1].
Üç səviyyəli və dörd səviyyəli sistemlər
Praktik lazer dizaynlarında üç səviyyəli və dörd səviyyəli sistemlər ümumiyyətlə işləyir. Üç səviyyəli sistemlər, daha sadə olarkən, aşağı lazer səviyyəsi torpaq vəziyyəti olduğu üçün əhalinin inversiya nail olmaq üçün daha çox enerji tələb edir. Digər tərəfdən, digər tərəfdən, yüksək enerji səviyyəsindən sürətli radiativ olmayan çürümə səbəbindən əhalinin inversiyasına daha səmərəli marşrut təklif edir, müasir lazer tətbiqlərində daha çox yayılmışdır.2].
Is Erbi-doped şüşəBir qazanc mühiti?
Bəli, Erbium-Doped Şüşəsi, lazer sistemlərində istifadə olunan bir qazancın bir növüdür. Bu çərçivədə "doping", müəyyən bir miqdarda erbium ionları (er³⁺) stəkana əlavə etmək prosesinə aiddir. Erbium, bir şüşə ev sahibinə daxil olduqda nadir bir yer elementidir, stimullaşdırılmış emissiya, lazer əməliyyatında fundamental bir prosesi effektiv şəkildə gücləndirə bilər.
Erbium-doped şüşəsi, xüsusilə telekommunikasiya sənayesində lif lazerlərində və lif gücləndiricilərində istifadə üçün xüsusilə diqqətəlayiqdir. Bu tətbiqlər üçün yaxşı uyğun gəlir, çünki standart silisium liflərində aşağı itkisi səbəbindən optik lif rabitələri üçün açar dalğa uzunluğu olan dalğa uzunluğu olan dalğa uzunluğunda işığı səmərəli şəkildə gücləndirir.
Buerbiumionlar nasos işığını udırlar (tez-tez alazer diode) və daha yüksək enerji vəziyyətlərindən həyəcanlanır. Daha aşağı enerji vəziyyətinə qayıdanda, lazer prosesinə töhfə verən, lazer dalğa uzunluğunda fotonları yaydılar. Bu, erbium-doped şüşəni müxtəlif lazer və gücləndirici dizaynlarda effektiv və geniş istifadə olunan qazanc mühiti halına gətirir.
Əlaqədar bloglar: Xəbərlər - Erbium-Doped Şüşəsi: Elm və Proqramlar
Nasos mexanizmləri: lazerlərin arxasındakı hərəkətverici qüvvə
Əhali inversiya nail olmaq üçün müxtəlif yanaşmalar
Nasos mexanizmi seçimi lazer dizaynında, hər şeyin səmərəliliyindən axan dalğa uzunluğuna təsirinə təsir edən lazer dizaynında pivotaldır. Flashlamps və ya digər lazerlər kimi xarici işıq mənbələrindən istifadə edərək, bərk vəziyyətdə və boya lazerlərində yayılmış olan optik nasos. Elektrik axıdılması metodları adətən qaz lazerlərində işləyir, yarımkeçirici lazerlər tez-tez elektron enjeksiyon istifadə edir. Bu nasos mexanizmlərinin, xüsusən də diodlu pompalı bərk dövlət lazerlərində, son tədqiqatın əhəmiyyətli bir mərkəzi olmuşdur, daha yüksək səmərəlilik və yığcamlıq təklif edən əhəmiyyətli bir diqqət mərkəzindədir.3].
Nasos səmərəliliyində texniki mülahizələr
Nasos prosesinin səmərəliliyi, ümumi performans və tətbiq uyğunluğuna təsir edən lazer dizaynının kritik bir tərəfidir. Qatı dövlət lazerlərində, bir nasos mənbəyi kimi flashlub və lazer diodları arasındakı seçim sistemin səmərəliliyi, istilik yükü və şüa keyfiyyətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilər. Yüksək güc, yüksək səmərəli lazer diodlarının inkişafı, daha çox kompakt və səmərəli dizaynlara imkan verən DPSS lazer sistemləri inqilab etdi [4].
Optik boşluq: Mühəndislik lazer şüası
Boşluq Dizayn: Fizika və Mühəndislik Balanslaşdırıcı Akt
Optik boşluq və ya rezonator, yalnız passiv bir komponent deyil, lazer şüasını formalaşdırmaq üçün aktiv bir iştirakçı deyil. Güzgülərin əyriliyi və hizalanması da daxil olmaqla boşluğun dizaynı, sabitliyin, rejim quruluşunun və lazerin çıxışında həlledici rol oynayır. Boşluq, itkiləri minimuma endirmək, optik mühəndisliyi dalğa optikası ilə birləşdirən bir problemi minimuma endirmək üçün hazırlanmış olmalıdır5.
Salınma şəraiti və rejimi seçimi
Lazer salınması üçün baş verməsi üçün orta hesabla verilən qazanc boşluqdakı itkiləri üstələməlidir. Uyğun dalğa superpozisiyası tələbi ilə birləşdirilmiş bu şərt, yalnız müəyyən uzunlamasına rejimlərin dəstəkləndiyini diktə edir. Rejimin boşluğu və ümumi rejim quruluşu boşluğun fiziki uzunluğundan və qazanc mühitinin refraktiv indeksindən təsirlənir [6].
Rəy
Lazer sistemlərinin dizaynı və istismarı, geniş fizika və mühəndislik prinsiplərinin geniş spektrini əhatə edir. Optik boşluğun mürəkkəb mühəndisliyini tənzimləyən kvant mexanizmidən, lazer sisteminin hər bir komponenti öz ümumi funksiyasında həyati rol oynayır. Bu yazı, sahədəki professor və optik mühəndislərin qabaqcıl anlayışı ilə rezonans doğuran anlayışlar təklif edən, lazer texnologiyasının kompleks dünyasına bir fikir verdi.
Arayışlar
- 1. Siegman, AE (1986). Lazerlər. Universitet Elm Kitabları.
- 2. svelto, o. (2010). Lazerlərin prinsipləri. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). Qatı dövlət lazer mühəndisliyi. Springer.
- 4. Piper, JA və Mildren, RP (2014). Diode möhkəm dövlət lazerləri vurdu. Lazer texnologiyası və tətbiqetmələrin kitabında (III). CRC mətbuatı.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Lazer fizikası. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). Lazer əsasları. Kembric Universiteti mətbuatı.
Saat: Noyabr-27-2023