Prìomh phàirtean de leusair: Faigh Meadhanach, Pump Source, agus An Cavity Optical.

Fo-sgrìobh dha na meadhanan sòisealta againn airson post sgiobalta

Tha lasers, clach-oisinn de theicneòlas an latha an-diugh, cho inntinneach agus a tha iad iom-fhillte. Aig an cridhe tha symphony de cho-phàirtean ag obair còmhla gus solas soilleir, meudaichte a thoirt gu buil. Bidh am blog seo a’ sgrùdadh iom-fhillteachd nan co-phàirtean sin, le taic bho phrionnsapalan saidheansail agus co-aontaran, gus tuigse nas doimhne a thoirt seachad air teicneòlas laser.

 

Seallaidhean adhartach air co-phàirtean siostam laser: sealladh teicnigeach airson proifeiseantaich

 

Comh-phàirt

Gnìomh

Eisimpleirean

Faigh Meadhanach Is e am meadhan buannachd an stuth ann an leusair a thathas a’ cleachdadh airson solas àrdachadh. Bidh e a’ comasachadh leudachadh solais tro phròiseas tionndadh sluaigh agus sgaoilidhean brosnachail. Bidh an roghainn meadhan buannachd a’ dearbhadh feartan rèididheachd an leusair. Lasers Solid-Stàite: me, Nd:YAG (Garnet Aluminium Yttrium-doped Neodymium), air a chleachdadh ann an tagraidhean meidigeach agus gnìomhachais.Lasers gas: me, lasers CO2, air an cleachdadh airson gearradh agus tàthadh.Lasers semiconductor:me, laser diodes, air a chleachdadh ann an conaltradh fibre optics agus comharran laser.
Stòr pumpaidh Bidh an stòr pumpaidh a’ toirt lùth don mheadhan buannachd gus tionndadh sluaigh a choileanadh (an stòr lùtha airson tionndadh sluaigh), a’ comasachadh obrachadh laser. Optical pumpadh: A’ cleachdadh stòran solais dian leithid flashlamps gus lasers stàite cruaidh a phumpadh.Pumpadh dealain: A 'togail an gas ann an leusair gas tro shruth dealain.Semiconductor pumpadh: A’ cleachdadh diodes laser gus am meadhan leusair stàite cruaidh a phumpadh.
Optical Cavity Tha an cuas optigeach, anns a bheil dà sgàthan, a’ nochdadh solas gus fad slighe an t-solais àrdachadh anns a’ mheadhan buannachd, agus mar sin ag àrdachadh leudachadh solais. Tha e a’ toirt seachad inneal fios-air-ais airson leudachadh leusair, a’ taghadh feartan speactram agus farsaingeachd an t-solais. Cavity Planar-Planar: Air a chleachdadh ann an rannsachadh obair-lann, structar sìmplidh.Uamh Planar-Concave: Cumanta ann an leusair tionnsgalach, a 'toirt seachad àrd-inbhe sailean. Cearcall Cavity: Air a chleachdadh ann an dealbhadh sònraichte de leusairean fàinne, leithid lasers gas fàinne.

 

Am Meadhan Buannachd: Nexus de Quantum Mechanics agus Innleadaireachd Optical

Quantum Dynamics anns a 'Gain Medium

Is e am meadhan buannachd far a bheil am pròiseas bunaiteach airson leudachadh solais a’ tachairt, rud a tha freumhaichte gu domhainn ann am meacanaig cuantamach. Tha an eadar-obrachadh eadar stàitean lùtha agus mìrean sa mheadhan air a riaghladh le prionnsapalan sgaoilidhean brosnachail agus tionndadh sluaigh. Tha an dàimh èiginneach eadar an dian solais (I), an dian tùsail (I0), an tar-roinn gluasaid (σ21), agus na h-àireamhan gràin aig an dà ìre lùtha (N2 agus N1) air a mhìneachadh leis a’ cho-aontar I = I0e ^ (σ21(N2-N1)L). Tha e deatamach gun tèid tionndadh sluaigh a choileanadh, far a bheil N2 > N1, airson leudachadh agus tha e na chlach-oisinn de fhiosaig laser[1].

 

Siostaman trì-ìre vs ceithir-ìre

Ann an dealbhadh laser practaigeach, bidh siostaman trì-ìre agus ceithir-ìre air am fastadh gu cumanta. Tha siostaman trì-ìre, ged a tha iad nas sìmplidh, ag iarraidh barrachd lùtha gus tionndadh sluaigh a choileanadh oir is e an ìre laser as ìsle an staid talmhainn. Tha siostaman ceithir-ìre, air an làimh eile, a’ tabhann slighe nas èifeachdaiche gu tionndadh sluaigh mar thoradh air a’ chrìonadh luath neo-rèididheach bhon ìre lùtha as àirde, gan dèanamh nas cumanta ann an tagraidhean laser an latha an-diugh.2].

 

Is Glainne le dop Erbiummeadhan buannachd?

Tha, tha glainne doped erbium gu dearbh na sheòrsa de mheadhan buannachd a thathar a’ cleachdadh ann an siostaman laser. Anns a 'cho-theacsa seo, tha "dopadh" a' toirt iomradh air a 'phròiseas a bhith a' cur tomhas sònraichte de ianan erbium (Er³⁺) ris a 'ghlainne. Tha Erbium na eileamaid talmhainn tearc a dh’ fhaodas, nuair a thèid a thoirt a-steach do òstair glainne, solas àrdachadh gu h-èifeachdach tro sgaoilidhean brosnachail, pròiseas bunaiteach ann an obrachadh laser.

Tha glainne doped erbium gu sònraichte sònraichte airson a bhith ga chleachdadh ann an lasers fiber agus amplifiers snàithleach, gu sònraichte anns a’ ghnìomhachas cian-conaltraidh. Tha e gu math freagarrach airson na tagraidhean sin leis gu bheil e gu h-èifeachdach ag àrdachadh solas aig tonnan timcheall air 1550 nm, a tha na phrìomh tonn-tonn airson conaltradh snàithleach optigeach air sgàth cho ìosal ‘s a tha e ann an snàithleach silica àbhaisteach.

Tha anerbiumBidh ions a’ gabhail a-steach solas pumpaidh (gu tric bho adiode laser) agus tha iad air bhioran gu stàitean lùtha nas àirde. Nuair a thilleas iad gu staid lùtha nas ìsle, bidh iad a’ leigeil a-mach photons aig an tonn-tonn lasachaidh, a’ cur ris a’ phròiseas laser. Tha seo a’ fàgail glainne doped erbium na mheadhan buannachd èifeachdach is farsaing ann an grunn dhealbhaidhean leusair is amplifier.

Blogaichean co-cheangailte: Naidheachdan - Erbium-Doped Glass: Saidheans & Tagraidhean

Innealan pumpaidh: Am feachd dràibhidh air cùlaibh lasers

Dòighean eadar-dhealaichte airson a bhith a 'coileanadh tionndadh sluaigh

Tha an roghainn inneal pumpaidh deatamach ann an dealbhadh laser, a’ toirt buaidh air a h-uile càil bho èifeachdas gu tonn-tonn toraidh. Tha pumpadh optigeach, a’ cleachdadh stòran solais bhon taobh a-muigh leithid flashlamps no lasers eile, cumanta ann an leusairean stàite cruaidh agus dath. Mar as trice bidh dòighean sgaoilidh dealain air an cleachdadh ann an lasers gas, agus bidh lasers semiconductor gu tric a’ cleachdadh in-stealladh dealanach. Tha èifeachdas nan uidheaman pumpaidh sin, gu h-àraidh ann an leusairean staid chruaidh le pumpa diode, air a bhith na fhòcas mòr ann an rannsachadh o chionn ghoirid, a’ tabhann èifeachdas agus dlùth-chomas nas àirde.3].

 

Beachdachaidhean Teicnigeach ann an Èifeachdas Pumpaidh

Tha èifeachdas a 'phròiseas pumpaidh na phàirt riatanach de dhealbhadh laser, a' toirt buaidh air coileanadh iomlan agus freagarrachd tagraidh. Ann an leusairean stàite cruaidh, faodaidh an roghainn eadar flashlamps agus diodes laser mar stòr pumpa buaidh mhòr a thoirt air èifeachdas an t-siostaim, luchdan teirmeach agus càileachd giùlan. Tha leasachadh diodes laser àrd-chumhachd, àrd-èifeachdais air siostaman laser DPSS ath-nuadhachadh, a’ comasachadh dealbhadh nas toinnte agus nas èifeachdaiche.4].

 

An Cavity Optical: Innleadaireachd an t-seam laser

 

Dealbhadh Cavity: Achd Cothromachaidh Fiosaigs agus Innleadaireachd

Chan e a-mhàin pàirt fulangach a th’ anns a’ chuas optigeach, no an resonator, ach na chom-pàirtiche gnìomhach ann a bhith a’ cumadh an t-seam laser. Tha pàirt deatamach aig dealbhadh a’ chuas, a’ toirt a-steach curvature agus co-thaobhadh nan sgàthan, ann a bhith a’ dearbhadh seasmhachd, structar modh, agus toradh an leusair. Feumaidh an cuas a bhith air a dhealbhadh gus buannachd optigeach àrdachadh fhad ‘s a tha e a’ lughdachadh call, dùbhlan a tha a ’cothlamadh innleadaireachd optigeach le optics tonn5.

Suidheachadh oscillation agus taghadh modh

Gus an tachair oscillation laser, feumaidh a’ bhuannachd a bheir am meadhan seachad a dhol thairis air na call taobh a-staigh a’ chuas. Tha an suidheachadh seo, còmhla ris an riatanas airson sàr-shuidheachadh tonn ciallach, ag ràdh nach eil ach modhan fad-ùine sònraichte a’ faighinn taic. Tha farsaingeachd a’ mhodh agus structar a’ mhodh iomlan fo bhuaidh fad fiosaigeach a’ chuas agus clàr-amais ath-tharraingeach a’ mheadhan buannachd[6].

 

Co-dhùnadh

Tha dealbhadh agus obrachadh shiostaman laser a’ toirt a-steach speactram farsaing de phrionnsapalan fiosaig agus innleadaireachd. Bho na meacanaig cuantamach a tha a’ riaghladh meadhan buannachd gu innleadaireachd toinnte a’ chuas optigeach, tha pàirt deatamach aig gach pàirt de shiostam laser na ghnìomhachd iomlan. Tha an artaigil seo air sealladh a thoirt seachad air saoghal iom-fhillte teicneòlas laser, a’ tabhann seallaidhean a tha a’ freagairt air tuigse adhartach ollamhan agus innleadairean optigeach san raon.

Iarrtas laser co-cheangailte
Bathar Co-cheangailte

Iomraidhean

  • 1. Siegman, AE (1986). Lasers. Leabhraichean Saidheans Oilthigh.
  • 2. Svelto, O. (2010). Prionnsabalan lasers. Earrach.
  • 3. Koechner, W. (2006). Innleadaireachd Laser Solid-Stàite. Earrach.
  • 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Diode air a phumpadh leusair stàite soladach. Ann an Leabhar-làimhe Teicneòlas agus Tagraidhean Laser (Vol. III). CRC Press.
  • 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Fiosaigs laser. Wiley.
  • 6. Silfvast, WT (2004). Bun-bheachdan laser. Clò Oilthigh Chambridge.

Ùine puist: Samhain-27-2023