Tez yazı üçün sosial mediamıza abunə olun
Onun mahiyyət etibarilə lazer nasosu, lazer işığını yayan bir dövlətə nail olmaq üçün bir mühitin enerjisi enerjisidir. Bu, adətən yüngül və ya elektrik cərəyanında mühitdə, həyəcanlandıran və ardıcıl işığın emissiyasına səbəb olan bir işarə və ya elektrik cərəyanı ilə edilir. Bu təməl proses 20-ci əsrin ortalarında ilk lazerlərin gəlməsidən bəri əhəmiyyətli dərəcədə inkişaf etmişdir.
Tez-tez nisbət tənlikləri ilə modelləşdirildikdə, lazer nasosu kökündən kvant mexaniki bir prosesdir. Bu, fotonlar və qazanc mühitinin atom və ya molekulyar quruluşu arasında mürəkkəb qarşılıqlı əlaqələri əhatə edir. Qabaqcıl modellər bu qarşılıqlı əlaqələrin daha nüanslı bir anlayışı təmin edən Rabi sallasyonları kimi hadisələr hesab edir.
Lazer nasosu, adətən yüngül və ya elektrik cərəyan şəklində enerjinin, atomlarını və ya molekullarını daha yüksək enerji vəziyyətinə qaldırmaq üçün bir lazerin qazanc mühitinə verilən bir prosesdir. Bu enerji transferi, əhalinin inversiya, daha aşağı hissəciklərin daha aşağı enerji vəziyyətindən daha çox həyəcanlandığı bir dövlətin, mühitin stimullaşdırılmış emissiya yolu ilə işığa gücləndirilməsinə imkan verən bir dövlətin inversiyasına nail olması vacibdir. Proses, mürəkkəb tənliklər və ya daha çox inkişaf etmiş kvant mexaniki çərçivələri ilə modelləşdirilmiş mürəkkəb kvant qarşılıqlı əlaqələri əhatə edir. Əsas aspektlər, nasos mənbəyinin (lazer diodları və ya boşaltma lampaları kimi), nasos həndəsəsi (yan və ya son nasos) seçimi və qazanc mühitinin xüsusi tələblərinə uyğun nasosun işıq xüsusiyyətləri, polarizasiyasının optimallaşdırılması daxildir. Lazer nasosu müxtəlif lazer növlərində, o cümlədən bərk dövrə, yarımkeçirici və qaz lazerləri və lazerin səmərəli və effektiv əməliyyatı üçün vacibdir.
Optik pompalanan lazerlərin növləri
1. Doped İzolyatorları olan bərk dövlət lazerləri
· Baxış:Bu lazerlər elektriklə izolyasiya edən ev sahibi bir mühitdən istifadə edirlər və lazer-aktiv ionları enerjiyə sahib olmaq üçün optik nasosa etibar edirlər. Yağ lazerlərində ümumi bir nümunə Neodimiumdur.
·Son Tədqiqat:A. Antipov et al. Spin mübadiləsi optik nasosu üçün möhkəm bir dövlət yaxın-IR lazerini müzakirə edir. Bu tədqiqat, xüsusən də tibbi görüntü və telekommunikasiya kimi tətbiqlər üçün çox vacib olan yaxın infraqırmızı spektrdə, möhkəm dövlət lazer texnologiyasındakı irəliləyişləri vurğulayır.
Əlavə oxu:Spin mübadiləsi optik nasosu üçün möhkəm bir dövlət yaxın-IR lazer
2. Yarımkeçirici lazerlər
·Ümumi məlumat: Tipik olaraq elektrik pompalanan, yarımkeçirici lazerlər, xüsusən də şaquli xarici boşluq səthləri (vecsels) kimi yüksək parlaqlıq tələb edən tətbiqlərdə də optik nasosdan faydalana bilər.
·Son inkişaflar: U. Kellerin ultrafast bərk əyrilik və yarımkeçirici lazerlərdən optik tezlikli taraklar üzərində iş görmə qabiliyyəti, diode pompalı bərk dövlət və yarımkeçirici lazerlərdən sabit tezlikli tarakların yaranması ilə bağlı fikirlər verir. Bu irəliləyiş optik tezlik metrologiyasında tətbiqlər üçün əhəmiyyətlidir.
Əlavə oxu:Ultrafast bərk əyrilik və yarımkeçirici lazerlərdən optik tezliklər
3. Qaz lazerləri
·Qaz lazerlərindəki optik nasos: Qiymətli qaz lazerləri, alkali buxar lazerləri kimi, optik nasosdan istifadə edir. Bu lazerlər tez-tez spesifik xüsusiyyətləri olan ardıcıl işıq mənbələri tələb edən tətbiqlərdə istifadə olunur.
Optik nasos üçün mənbələr
Axıdma lampalarıLampa-pompalı lazerlərdə ümumi, axıdma lampaları yüksək güc və geniş spektr üçün istifadə olunur. Ya mandryko et al. Qatı dövlət lazerlərinin aktiv media optik nasoslu xenon lampalarında impulse qövsü axıdılması nəslinin güc modeli hazırladı. Bu model, səmərəli lazer əməliyyatı üçün çox vacib olan impuls pompinq lampalarının performansını optimallaşdırmağa kömək edir.
Lazer diodları:Diode-pompalı lazerlərdə istifadə olunan lazer diodları yüksək effektivlik, yığcam ölçü və incə tənzimlənmə qabiliyyəti kimi üstünlüklər təklif edir.
Əlavə oxu:lazer diodu nədir?
Lampa: Flash lampalar, yaqut və ya ND kimi bərk-dövlət lazerləri üçün çox istifadə olunan sıx, geniş spektrli işıq mənbələridir: Yag lazerləri. Lazer mühitini həyəcanlandıran yüksək intensivlik partlayış təmin edirlər.
Qövs lampaları: Flash lampalara bənzəyir, lakin davamlı iş üçün nəzərdə tutulmuş qövs lampaları güclü işıq mənbəyi təklif edir. Davamlı dalğanın (CW) lazer əməliyyatının tələb olunduğu tətbiqlərdə istifadə olunur.
LED-lər (işıq yayan diodlar): Lazer diodları qədər ümumi deyil, LED-lər müəyyən az enerji tətbiqlərində optik nasos üçün istifadə edilə bilər. Onlar uzun ömrü, aşağı qiyməti və müxtəlif dalğa uzunluqlarında mövcudluğu səbəbindən faydalıdır.
Günəş işığı: Bəzi eksperimental qurğularda, konsentratlaşdırılmış günəş işığı günəşdən solar-pompalı lazerlər üçün nasos mənbəyi kimi istifadə edilmişdir. Bu üsul, günəş enerjisini istifadə edərək, yenilənən və səmərəli mənbəyi halına gətirir, baxmayaraq ki, süni işıq mənbələri ilə müqayisədə daha az və daha az sıx olsa da, səmərəli mənbə halına gətirir.
Lifli birləşdirilmiş lazer diodları: Bunlar lazer diodları, nasosun işıqlarını lazer mühitinə daha səmərəli çatdıran optik liflərə birləşdirilmişdir. Bu üsul, lif lazerlərində və nasos işığının dəqiq çatdırılmasının vacib olduğu hallarda xüsusilə faydalıdır.
Digər lazerlər: Bəzən bir lazer digərini pompalamaq üçün istifadə olunur. Məsələn, bir tezlik iki qatlı bir ND: Yag lazer bir boya lazeri vurmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu üsul, adi işıq mənbələri ilə asanlıqla əldə edilməyən nasos prosesi üçün xüsusi dalğa uzunluqları tələb olunduqda tez-tez istifadə olunur.
Diode-pompalı bərk dövlət lazer
İlkin enerji mənbəyi: Proses nasos mənbəyi kimi xidmət edən bir diod lazerindən başlayır. Diod lazerləri səmərəliliyi, yığcam ölçüsü və xüsusi dalğa uzunluğunda işıq yayan üçün seçilir.
Nasos işığı:Diode lazer, möhkəm dövlət qazanc mühiti tərəfindən udulmuş işığı yayır. Diode lazerinin dalğa uzunluğu qazanc mühitinin udma xüsusiyyətlərinə uyğundur.
QatılıqMühit qazanmaq
Material:DPSS lazerlərindəki qazanc mühiti adətən ND: YAG (neodmium-doped yttrium alüminium garnet), YVO4 (neodmium-doped yttrium ortovanadate) və ya yb: yaqlıq (ytterbium-doped yttrium alüminium garnet) kimi möhkəm bir materialdır.
Dopinq:Bu materiallar, aktiv lazer ionları olan nadir yer ionları (ND və ya YB kimi) ilə dopdur.
Enerji udma və həyəcan:Diode lazerindən nasos işığı gəldikdə, qazanc mühitinə, nadir yer ionları bu enerjini uddu və daha yüksək enerji vəziyyətlərinə qarşı həyəcanlandı.
Əhali inversionu
Əhali inversiya nail olmaq:Lazer hərəkətinin açarı qazanc mühitində əhali inversiyasına nail olmaqdır. Bu o deməkdir ki, daha çox ionlar yer vəziyyətindən daha çox həyəcanlı bir vəziyyətdədir.
Həvəsləndirilmiş emissiya:Əhali inversionu əldə edildikdən sonra həyəcanlı və torpaq vəziyyətləri arasındakı enerji fərqinə uyğun bir fotonun tətbiqi, bu müddətdə fotonu yaymaq üçün həyəcanlı ionları stimullaşdıra bilər.
Optik rezonator
Güzgülər: Qazanc mühiti, adətən, mühitin hər ucunda iki güzgü tərəfindən meydana gələn bir optik rezonatorun içərisində yerləşdirilir.
Əlaqə və gücləndirmə: Güzgülərdən biri çox əks olunur, digəri isə qismən əks olundu. Fotonlar bu güzgülər arasında geri və irəli sıçrayır, daha çox tullantıları stimullaşdırır və işığı gücləndirir.
Lazer emissiyası
Uyğun işıq: Buraxılmış fotonlar, fazada olduqları və eyni dalğa uzunluğuna sahib olduqlarını düşünürlər.
Çıxış: Qismən əks olunmuş güzgü, bu işığın bir hissəsinin DPSS lazerini çıxan lazer şüasını meydana gətirərək keçməsinə imkan verir.
Nasos həndəsi: tərəf vs son nasos
| Nasosluq üsulu | Təsvir | Proqramlar | Üstünlük | Çətinliklər |
|---|---|---|---|---|
| Nasos | Nasos işığı lazer mühitinə dik olaraq təqdim edildi | Çubuq və ya lif lazerləri | Yüksək enerji tətbiqləri üçün uyğun nasos işığının vahid paylanması | Qeyri-bərabər olmayan qazanc paylanması, aşağı şüa keyfiyyəti |
| Nasos | Lazer şüası ilə eyni ox boyunca nasos işığı | ND kimi bərk-dövlət lazerləri: yag | Vahid qazanc paylanması, daha yüksək şüa keyfiyyəti | Kompleks hizalanma, yüksək güclü lazerlərdə daha az səmərəli istilik yayılması |
Effektiv nasos işığı üçün tələblər
| Tələb | Əhəmiyyət | Zərbə / Balans | Əlavə qeydlər |
|---|---|---|---|
| Spektrin uyğunluğu | Dalğa uzunluğu lazer mühitinin udma spektrinə uyğun olmalıdır | Səmərəli udma və effektiv əhali inversiya təmin edir | - |
| İntensivlik | İstədiyiniz həyəcan səviyyəsi üçün kifayət qədər yüksək olmalıdır | Həddindən artıq yüksək intensivlik termal ziyana səbəb ola bilər; Çox aşağı əhali inversiyasına nail olmayacaq | - |
| Şüa keyfiyyəti | Xüsusilə son pompalı lazerlərdə kritikdir | Səmərəli birləşmə təmin edir və yayılan lazer şüa keyfiyyətinə töhfə verir | Yüksək şüa keyfiyyəti nasos işığı və lazer rejimi həcminin dəqiq üst-üstə düşməsi üçün çox vacibdir |
| Qütbülləşmə | Anizotrop xüsusiyyətləri olan media üçün tələb olunur | Udma səmərəliliyini artırır və yayılan lazer yüngül qütbləşməyə təsir göstərə bilər | Xüsusi qütbləşmə vəziyyəti lazım ola bilər |
| İntensivlik | Aşağı səs-küy səviyyəsi çox vacibdir | Nasosun işıq intensivliyindəki dalğalanmalar lazer çıxış keyfiyyəti və sabitliyinə təsir göstərə bilər | Yüksək sabitlik və dəqiqlik tələb edən tətbiqlər üçün vacibdir |
Saat: Dekabr-01-2023