Ыкчам билдирүү үчүн биздин социалдык медиага жазылыңыз
Өзүнүн маңызы боюнча, лазердик насостук - бул лазер жарыгын чыгара турган абалга жетүү үчүн чөйрөгө энергия берүү процесси. Бул, адатта, чөйрөгө жарык же электр тогун киргизүү, анын атомдорун дүүлүктүрүү жана когеренттүү жарыктын эмиссиясына алып келүү аркылуу жасалат. Бул фундаменталдык процесс 20-кылымдын орто ченинде биринчи лазерлер пайда болгондон бери олуттуу түрдө өнүккөн.
Көбүнчө ылдамдык теңдемелери менен моделдештирилсе да, лазердик насос негизинен кванттык механикалык процесс болуп саналат. Ал фотондор менен чөйрөнүн атомдук же молекулалык түзүлүшүнүн ортосундагы татаал өз ара аракеттенүүнү камтыйт. Өркүндөтүлгөн моделдер Раби термелүүсү сыяктуу кубулуштарды карайт, алар бул өз ара аракеттенишүүнү тереңирээк түшүнүүгө мүмкүндүк берет.
Лазердик насостоо – бул процесс, анда энергия, адатта, жарык же электр тогу түрүндө, анын атомдорун же молекулаларын жогорку энергетикалык абалга көтөрүү үчүн лазердин күчөтүү чөйрөсүнө берилет. Бул энергияны өткөрүү популяциянын инверсиясына жетишүү үчүн өтө маанилүү, бул абал төмөнкү энергетикалык абалга караганда көбүрөөк бөлүкчөлөр козголуп, чөйрөгө стимулданган эмиссия аркылуу жарыкты күчөтүүгө мүмкүндүк берет. Процесс татаал кванттык өз ара аракеттенүүнү камтыйт, көбүнчө ылдамдык теңдемелери же өнүккөн кванттык механикалык алкактар аркылуу моделдештирилет. Негизги аспектилерге насостун булагын тандоо (мисалы, лазердик диоддор же разряд лампалары), насостун геометриясы (капталдагы же аягы насостук) жана насостун жарыгынын мүнөздөмөлөрүн (спектр, интенсивдүүлүк, нурдун сапаты, поляризация) оптималдаштыруу кирет. орточо алуу. Лазердик насос ар кандай лазер түрлөрүндө, анын ичинде катуу абалдагы, жарым өткөргүчтүү жана газ лазерлеринде негизги болуп саналат жана лазердин эффективдүү жана эффективдүү иштеши үчүн маанилүү.
Оптикалык насостордун түрлөрү
1. Доп изоляторлору бар катуу абалдагы лазерлер
· Обзор:Бул лазерлер электрдик изоляциялоочу чөйрөнү колдонушат жана лазердик активдүү иондорду кубаттандыруу үчүн оптикалык насоско таянышат. Жалпы мисал - YAG лазериндеги неодим.
·Акыркы изилдөөлөр:А.Антипов жана башкалардын изилдөөсү. спин-алмашуу оптикалык насостук үчүн катуу абалына жакын IR лазер талкууланат. Бул изилдөө катуу абалдагы лазердик технологиядагы жетишкендиктерди, өзгөчө жакын инфракызыл спектрдеги жетишкендиктерди баса белгилейт, бул медициналык сүрөттөө жана телекоммуникация сыяктуу колдонмолор үчүн абдан маанилүү.
Андан ары окуу:Спин-алмашуу оптикалык насостоо үчүн катуу абалдагы жакын IR лазер
2. Жарым өткөргүчтүү лазерлер
·Жалпы маалымат: Көбүнчө электр менен сордурулган, жарым өткөргүч лазерлер оптикалык насостун жардамы менен, өзгөчө, вертикалдуу тышкы боштук беттик эмитенттүү лазерлер (VECSELs) сыяктуу жогорку жарыктыкты талап кылган колдонмолордо пайда алышат.
·Акыркы окуялар: У. Келлердин ультра ылдам катуу абалдагы жана жарым өткөргүчтүү лазерлерден алынган оптикалык жыштык тарактары боюнча иши диод менен насостолгон катуу абалдагы жана жарым өткөргүчтүү лазерлерден туруктуу жыштык тарактарын генерациялоо боюнча түшүнүктөрдү берет. Бул жылыш оптикалык жыштык метрологиядагы колдонмолор үчүн маанилүү.
Андан ары окуу:Ультра тез катуу абалдагы жана жарым өткөргүчтүү лазерлерден оптикалык жыштык тарактары
3. Газ лазерлери
·Газ лазериндеги оптикалык насостоо: газ лазерлеринин айрым түрлөрү, мисалы, щелочтук буу лазерлери оптикалык насосту колдонушат. Бул лазерлер көбүнчө белгилүү бир касиеттери бар когеренттүү жарык булактарын талап кылган колдонмолордо колдонулат.
Оптикалык насостун булактары
Разряд лампалары: Лампа менен сордурулган лазерлерде кеңири таралган, разряд лампалары жогорку кубаттуулугу жана кең спектри үчүн колдонулат. YA Mandryko жана башкалар. катуу абалдагы лазерлердин ксенондук лампаларынын оптикалык насостук активдүүлүгүндө импульстук жаа разрядынын генерациясынын кубаттуу моделин иштеп чыккан. Бул модель лазердин эффективдүү иштеши үчүн маанилүү болгон импульстук насостук лампалардын иштешин оптималдаштырууга жардам берет.
Лазердик диоддор:Диод менен сордурулган лазерлерде колдонулган лазердик диоддор жогорку эффективдүүлүк, компакт өлчөмдөрү жана кылдат тууралоо мүмкүнчүлүгү сыяктуу артыкчылыктарды сунуштайт.
Андан ары окуу:лазердик диод деген эмне?
Flash лампалары: Жарк этүүчү лампалар, адатта, рубин же Nd: YAG лазерлери сыяктуу катуу абалдагы лазерлерди насостоо үчүн колдонулган интенсивдүү, кең спектрдеги жарык булактары. Алар лазердик чөйрөнү козгогон жарыктын жогорку интенсивдүүлүгүн камсыз кылат.
Арк лампалары: Жарк этүүчү лампаларга окшош, бирок үзгүлтүксүз иштөө үчүн иштелип чыккан, дога лампалары интенсивдүү жарыктын туруктуу булагын сунуштайт. Алар үзгүлтүксүз толкун (CW) лазердик операция талап кылынган колдонмолордо колдонулат.
Светодиоддор (жарык чыгаруучу диоддор): Лазердик диоддор сыяктуу кеңири таралбаса да, LED диоддор кээ бир аз кубаттуулуктагы колдонмолордо оптикалык насос үчүн колдонулушу мүмкүн. Алар узак мөөнөткө, арзан баага жана ар кандай толкун узундуктарында болушуна байланыштуу пайдалуу.
Күн нуру: Кээ бир эксперименталдык түзүлүштөрдө концентрацияланган күн нуру күндөн насостолуучу лазерлер үчүн насос булагы катары колдонулган. Бул ыкма күн энергиясын колдонот, аны кайра жаралуучу жана үнөмдүү булак кылат, бирок ал жасалма жарык булактарына салыштырмалуу азыраак башкарылат жана аз интенсивдүү.
Була менен бириктирилген лазердик диоддор: Булар оптикалык булаларга кошулган лазердик диоддор, алар насостун жарыгын лазердик чөйрөгө натыйжалуураак жеткирет. Бул ыкма була лазерлерде жана насостун жарыгын так жеткирүү өтө маанилүү болгон учурларда өзгөчө пайдалуу.
Башка лазерлер: Кээде бир лазер башкасын насостоо үчүн колдонулат. Мисалы, жыштыгы эки эселенген Nd: YAG лазери боёк лазерин сордурууда колдонулушу мүмкүн. Бул ыкма көбүнчө кадимки жарык булактары менен оңой жетпеген насостук процесс үчүн белгилүү бир толкун узундуктары талап кылынганда колдонулат.
Диод менен сордурулган катуу абалдагы лазер
Баштапкы энергия булагы: Процесс насостун булагы катары кызмат кылган диод лазеринен башталат. Диод лазерлери эффективдүүлүгү, компакт өлчөмү жана белгилүү бир толкун узундуктарында жарык чыгаруу жөндөмдүүлүгү үчүн тандалат.
Насос жарыгы:Диоддук лазер катуу абалдагы пайда чөйрөсү тарабынан сиңирилген жарыкты чыгарат. Диоддук лазердин толкун узундугу күч берүүчү чөйрөнүн абсорбциялык мүнөздөмөлөрүнө ылайыкташтырылган.
Катуу абалОрточо пайда алуу
Материал:DPSS лазерлериндеги пайда чөйрөсү адатта Nd: YAG (неодим кошулган итрий алюминий гранаты), Nd: YVO4 (неодим кошулган итрий ортованадаты) же Yb: YAG (итербий кошулган итрий алюминий гранаты) сыяктуу катуу абалдагы материал болуп саналат.
Допинг:Бул материалдар активдүү лазер иондору болгон сейрек кездешүүчү иондор (Nd же Yb сыяктуу) менен кошулган.
Энергияны сиңирүү жана дүүлүктүрүү:Диоддук лазердин насостук жарыгы күчөтүү чөйрөсүнө киргенде, сейрек кездешүүчү иондор бул энергияны өзүнө сиңирип, жогорку энергетикалык абалга дүүлүктүрөт.
Популяциянын инверсиясы
Популяциянын инверсиясына жетишүү:Лазердик иш-аракеттин ачкычы - пайда чөйрөсүндө калктын инверсиясына жетишүү. Бул негизги абалга караганда көбүрөөк иондор толкунданган абалда экенин билдирет.
Стимулданган эмиссия:Популяциянын инверсиясы ишке ашкандан кийин, толкунданган жана негизги абалдардын ортосундагы энергия айырмасына туура келген фотонду киргизүү процессте фотонду чыгаруу менен дүүлүккөн иондордун негизги абалына кайтып келишине түрткү берет.
Оптикалык резонатор
Күзгүлөр: пайда чөйрөсү оптикалык резонатордун ичине жайгаштырылат, адатта чөйрөнүн ар бир учунда эки күзгүдөн түзүлөт.
Пикир жана күчөтүү: күзгүлөрдүн бири өтө чагылдырат, ал эми экинчиси жарым-жартылай чагылдырат. Фотондор бул күзгүлөрдүн ортосунда алдыга жана артка секирип, көбүрөөк эмиссияларды стимулдайт жана жарыкты күчөтөт.
Лазердик эмиссия
Когеренттүү жарык: Бөлүнүп жаткан фотондор когеренттүү, башкача айтканда, алар фазада жана бирдей толкун узундугуна ээ.
Чыгуу: Жарым-жартылай чагылдыруучу күзгү бул жарыктын бир бөлүгүн өткөрүүгө мүмкүндүк берип, DPSS лазеринен чыккан лазер нурун түзөт.
Насостун геометриялары: Каптал жана акыркы насос
| Насос ыкмасы | Description | Тиркемелер | Артыкчылыктары | Кыйынчылыктар |
|---|---|---|---|---|
| Каптал насостоо | Лазердик чөйрөгө перпендикуляр киргизилген насостун жарыгы | Род же була лазерлери | Насос жарыгын бирдей бөлүштүрүү, жогорку кубаттуулуктагы колдонмолор үчүн ылайыктуу | Пайданын бирдей эмес бөлүштүрүлүшү, нурдун сапаты төмөн |
| Сорууну аяктоо | Насостун жарыгы лазер нуру менен бир огу боюнча багытталган | Nd:YAG сыяктуу катуу абалдагы лазерлер | Пайданы бирдей бөлүштүрүү, нурдун сапаты жогору | Татаал тегиздөө, жогорку кубаттуулуктагы лазерлерде азыраак эффективдүү жылуулук таркатылышы |
Натыйжалуу насостун жарыгына талаптар
| Талап | Маанилүүлүк | Таасир/Баланс | Кошумча эскертүүлөр |
|---|---|---|---|
| Спектрдин ылайыктуулугу | Толкун узундугу лазердик чөйрөнүн жутуу спектрине дал келиши керек | Натыйжалуу сиңирүүнү жана калктын эффективдүү инверсиясын камсыздайт | - |
| Интенсивдүүлүк | Каалаган толкундоо деңгээли үчүн жетиштүү болушу керек | Ашыкча жогорку интенсивдүүлүгү жылуулук зыян алып келиши мүмкүн; өтө төмөн популяциянын инверсиясына жетишпейт | - |
| Нур сапаты | Айрыкча акыркы насостук лазерлерде өтө маанилүү | Натыйжалуу туташтырууну камсыздайт жана чыгарылган лазер нурунун сапатына салым кошот | Жогорку нурдун сапаты насостун жарыгынын жана лазер режиминин көлөмүнүн так дал келиши үчүн өтө маанилүү |
| Поляризация | Анизотроптук касиеттери бар медиа үчүн талап кылынат | Абсорбциянын эффективдүүлүгүн жогорулатат жана лазердик жарыктын поляризациясына таасир этиши мүмкүн | Атайын поляризация абалы зарыл болушу мүмкүн |
| Intensity Noise | Төмөн ызы-чуу деңгээли абдан маанилүү | Насостун жарыгынын интенсивдүүлүгүнүн өзгөрүшү лазер чыгаруунун сапатына жана туруктуулугуна таасир этиши мүмкүн | Жогорку туруктуулукту жана тактыкты талап кылган колдонмолор үчүн маанилүү |
Посттун убактысы: 2023-жылдын 1-декабрына чейин