Fo-sgrìobh dhan na Meadhanan Sòisealta againn airson Post Sgiobalta
Aig a bhun-stèidh, 's e pròiseas a th' ann am pumpadh leusair a bhith a' cur lùth ann am meadhan gus staid a ruighinn far am faod e solas leusair a sgaoileadh. Mar as trice, thèid seo a dhèanamh le bhith a' stealladh solas no sruth dealain a-steach don mheadhan, a' brosnachadh a dadaman agus a' leantainn gu sgaoileadh solais cho-leanailteach. Tha am pròiseas bunaiteach seo air atharrachadh gu mòr bho thàinig a' chiad leusairean ann am meadhan an 20mh linn.
Ged a bhios e tric air a mhodaileadh le co-aontaran reata, 's e pròiseas meacanaigeach cuantamach a th' ann am pumpadh leusair gu bunaiteach. Tha eadar-obrachaidhean iom-fhillte eadar fotonan agus structar atamach no moileciuil a' mheadhain buannachd an sàs ann. Bidh modailean adhartach a’ beachdachadh air iongantas mar chreathadh Rabi, a bheir tuigse nas mionaidiche air na h-eadar-obrachaidhean sin.
'S e pròiseas a th' ann am pumpadh leusair far a bheil lùth, mar as trice ann an cruth solais no sruth dealain, air a thoirt do mheadhan buannachd leusair gus na dadaman no na moileciuilean aige àrdachadh gu staidean lùtha nas àirde. Tha an gluasad lùtha seo deatamach airson tionndadh sluaigh a choileanadh, staid far a bheil barrachd ghràinean air an brosnachadh na ann an staid lùtha nas ìsle, a' leigeil leis a' mheadhan solas a mheudachadh tro sgaoileadh brosnaichte. Tha am pròiseas a' toirt a-steach eadar-obrachaidhean cuantamach iom-fhillte, gu tric air am modaladh tro cho-aontaran ìre no frèamaichean meacanaigeach cuantamach nas adhartaiche. Am measg nam prìomh thaobhan tha taghadh stòr pumpa (leithid diodes leusair no lampaichean sgaoilidh), geoimeatraidh pumpa (pumadh taobh no deireadh), agus leasachadh feartan solais pumpa (speactram, dian, càileachd beam, polarachadh) gus a bhith a rèir riatanasan sònraichte a' mheadhain buannachd. Tha pumpadh leusair bunaiteach ann an diofar sheòrsaichean leusair, a' gabhail a-steach leusairean staid chruaidh, leth-chonnsachaidh, agus gas, agus tha e riatanach airson obrachadh èifeachdach agus èifeachdach an leusair.
Seòrsachan de Lasairean Pumpaichte gu Optaigeach
1. Lasairean Staid-chruaidh le Inslitheoirí Dopaichte
· Sealladh farsaing:Bidh na leusairean seo a’ cleachdadh meadhan aoigheachd le insulation dealain agus bidh iad an urra ri pumpadh optigeach gus ianan gnìomhach leusair a chumhachdachadh. Is e eisimpleir cumanta neodymium ann an leusairean YAG.
·Rannsachadh O chionn Ghoirid:Tha sgrùdadh le A. Antipov et al. a’ bruidhinn air leusair staid-chruaidh faisg air infridhearg airson pumpadh optigeach iomlaid-snìomh. Tha an rannsachadh seo a’ soilleireachadh nan adhartasan ann an teicneòlas leusair staid-chruaidh, gu sònraichte anns an speactram faisg air infridhearg, a tha deatamach airson tagraidhean leithid ìomhaighean meidigeach agus cian-chonaltradh.
Leughadh a bharrachd:Laser Staid-chruaidh faisg air infridhearg airson pumpadh optaigeach iomlaid snìomh
2. Lasairean leth-sheoltaiche
·Fiosrachadh Coitcheann: Mar as trice bidh leusairean leth-chonnsachaidh air an pumpadh gu dealain, agus faodaidh iad buannachd fhaighinn bho phumpadh optigeach, gu h-àraidh ann an tagraidhean a dh’ fheumas soilleireachd àrd, leithid Leusairean Sgaoilidh Uachdar Cuas Taobh a-muigh Ingearach (VECSELs).
·Leasachaidhean O chionn Ghoirid: Tha obair U. Keller air cìrean tricead optaigeach bho leusairean staid-chruaidh agus leth-chonnsachaidh ultra-luath a’ toirt sealladh air gineadh cìrean tricead seasmhach bho leusairean staid-chruaidh agus leth-chonnsachaidh le pumpadh dà-ode. Tha an adhartas seo cudromach airson tagraidhean ann am meatrachd tricead optaigeach.
Leughadh a bharrachd:Cìrean tricead optaigeach bho leusairean staid-chruaidh agus leth-chonnsachaidh ultra-luath
3. Lasairean Gas
·Pumpadh Optaigeach ann an Lasairean Gasa: Bidh seòrsachan sònraichte de lasairean gasa, leithid lasairean ceò alcaileach, a’ cleachdadh pumpadh optaigeach. Bithear tric a’ cleachdadh nan lasairean seo ann an tagraidhean a dh’ fheumas stòran solais co-leanailteach le feartan sònraichte.
Stòran airson Pumpadh Optaigeach
Lampaichean SgaoilidhCumanta ann an leusairean pumpaichte le lampa, thathas a’ cleachdadh lampaichean sgaoilidh air sgàth an cumhachd àrd agus an speactram farsaing. Leasaich YA Mandryko et al. modail cumhachd de ghinealach sgaoilidh bogha-impulse ann an lampaichean xenon pumpadh optigeach meadhanan gnìomhach de leusairean staid-chruaidh. Bidh am modail seo a’ cuideachadh le bhith a’ leasachadh coileanadh lampaichean pumpadh-impulse, rud a tha deatamach airson obrachadh èifeachdach leusair.
Diodan laser:Air an cleachdadh ann an lasers pumpaichte le diode, tha diodes laser a’ tabhann bhuannachdan leithid èifeachdas àrd, meud teann, agus an comas a bhith air an gleusadh gu mionaideach.
Leughadh a bharrachd:dè a th’ ann an diode laser?
Lampaichean FlashIs e stòran solais dian, farsaing-speactram a th’ ann an lampaichean flash a thathas a’ cleachdadh gu cumanta airson leusairean staid-chruaidh a phumpadh, leithid leusairean ruby no Nd:YAG. Bidh iad a’ toirt seachad spreadhadh solais àrd-dian a bhios a’ brosnachadh meadhan an leusair.
Lampaichean ArcColtach ri lampaichean flash ach air an dealbhadh airson obrachadh leantainneach, tha lampaichean bogha a’ tabhann stòr seasmhach de sholas dian. Bithear gan cleachdadh ann an tagraidhean far a bheil feum air obrachadh laser tonn leantainneach (CW).
LEDan (Diodan a’ leigeil a-mach solais)Ged nach eil iad cho cumanta ri dà-dhòidean leusair, faodar LEDan a chleachdadh airson pumpadh optigeach ann an cuid de thagraidhean cumhachd ìosal. Tha iad buannachdail air sgàth an ùine-beatha fhada, cosgais ìseal, agus ruigsinneachd ann an diofar thonnan-fada.
Solas na grèineAnn an cuid de shuidheachaidhean deuchainneach, chaidh solas na grèine dùmhail a chleachdadh mar thùs pumpaidh airson leusairean pumpaidh grèine. Bidh an dòigh seo a’ cleachdadh lùth na grèine, ga dhèanamh na thùs ath-nuadhachail agus cosg-èifeachdach, ged nach eil e cho furasta a riaghladh agus nach eil e cho dian an taca ri stòran solais fuadain.
Diodan Laser Ceangailte ri FibreIs iad sin dà-dhiodan leusair ceangailte ri snàithleanan optaigeach, a lìbhrigeas solas a’ phump nas èifeachdaiche don mheadhan leusair. Tha an dòigh seo gu sònraichte feumail ann an leusairean snàithleach agus ann an suidheachaidhean far a bheil lìbhrigeadh mionaideach de sholas pumpa deatamach.
Lasairean EileAig amannan, thèid aon leusair a chleachdadh gus leusair eile a phumpadh. Mar eisimpleir, dh’fhaodadh leusair Nd: YAG le tricead dùbailte a bhith air a chleachdadh gus leusair datha a phumpadh. Bithear a’ cleachdadh an dòigh seo gu tric nuair a bhios feum air tonnan-fada sònraichte airson a’ phròiseis pumpaidh nach gabh a choileanadh gu furasta le stòran solais àbhaisteach.
Laser staid chruaidh le pumpa diode
Stòr Lùtha TùsailBidh am pròiseas a’ tòiseachadh le leusair dà-ode, a tha na thùs pumpa. Tha leusairean dà-ode air an taghadh airson an èifeachdais, am meud teann, agus an comas solas a sgaoileadh aig tonnan-fada sònraichte.
Solas Pumpa:Bidh an leusair dà-ode a’ leigeil a-mach solas a thèid a ghabhail a-steach leis a’ mheadhan buannachd staid-chruaidh. Tha tonn-fhaid an leusair dà-ode air a dhealbhadh gus a bhith a rèir feartan gabhail a-steach a’ mheadhain buannachd.
Staid-chruaidhMeadhanach Buannachd
Stuth:Mar as trice, is e stuth staid-chruaidh leithid Nd:YAG (Garnet Alùmanum Yttrium le doping Neodymium), Nd:YVO4 (Orthovanadate Yttrium le doping Neodymium), no Yb:YAG (Garnet Alùmanum Yttrium le doping Ytterbium) am meadhan buannachd ann an lasers DPSS.
Dòpadh:Tha na stuthan seo air an dotadh le ianan talmhainn tearc (leithid Nd no Yb), is iad sin na h-ianan laser gnìomhach.
Gabhail a-steach agus Brosnachadh Lùtha:Nuair a thèid solas a’ phumpaidh bhon leusair dà-odò a-steach don mheadhan buannachd, bidh na h-ianan talmhainn tearc a’ gabhail a-steach an lùth seo agus a’ fàs brosnachail gu staidean lùtha nas àirde.
In-thionndadh Àireamh-shluaigh
A’ coileanadh tionndadh sluaigh:Is e prìomh adhbhar gnìomh leusair tionndadh sluaigh a choileanadh anns a’ mheadhan buannachd. Tha seo a’ ciallachadh gu bheil barrachd ianan ann an staid thogarrach na tha iad anns an staid bhunasach.
Sgaoileadh Brosnaichte:Cho luath ‘s a thèid tionndadh sluaigh a choileanadh, faodaidh toirt a-steach foton a tha a’ freagairt ris an eadar-dhealachadh lùtha eadar an staid thogarrach agus an staid talmhainn na h-ianan togarrach a bhrosnachadh gus tilleadh chun staid talmhainn, a’ leigeil a-mach foton sa phròiseas.
Ath-fhuaimneadair Optaigeach
Sgàthan: Tha am meadhan buannachd air a chur taobh a-staigh ath-shondair optigeach, mar as trice air a chruthachadh le dà sgàthan aig gach ceann den mheadhan.
Beachdan is Leudachadh: Tha aon de na sgàthanan gu math meòrachail, agus am fear eile gu ìre meòrachail. Bidh fotonan a’ breabadh air ais is air adhart eadar na sgàthanan seo, a’ brosnachadh barrachd sgaoilidhean agus ag àrdachadh an t-solais.
Sgaoileadh Laser
Solas Co-leanailteach: Tha na fotonan a thèid a leigeil a-mach co-leanailteach, a’ ciallachadh gu bheil iad ann an ìre agus gu bheil an aon tonn-fhaid aca.
Toradh: Leigidh an sgàthan pàirt-mheòrachail le cuid den t-solas seo a dhol troimhe, a’ cruthachadh a’ ghath laser a thig a-mach às an laser DPSS.
Geoimeatraidh Pumpaidh: Pumpadh Taobh vs. Pumpadh Deireadh
| Modh Pumpaidh | Tuairisgeul | Iarrtasan | Buannachdan | Dùbhlain |
|---|---|---|---|---|
| Pumpadh Taobh | Solas pumpa air a thoirt a-steach ceart-cheàrnach ris a’ mheadhan laser | Lasairean slat no snàithleach | Sgaoileadh cothromach de sholas pumpa, freagarrach airson tagraidhean àrd-chumhachd | Sgaoileadh buannachd neo-èideadh, càileachd beam ìosal |
| Deireadh a' Phumpadh | Solas pumpaidh air a stiùireadh air an aon axis ris a’ ghath laser | Lasairean staid-chruaidh mar Nd:YAG | Sgaoileadh buannachd èideadh, càileachd beam nas àirde | Co-thaobhadh iom-fhillte, sgaoileadh teas nach eil cho èifeachdach ann an leusairean àrd-chumhachd |
Riatanasan airson Solas Pumpa Èifeachdach
| Riatanas | Cudromachd | Buaidh/Cothromachadh | Notaichean a bharrachd |
|---|---|---|---|
| Freagarrachd Speictream | Feumaidh an tonn-fhaid a bhith co-ionnan ri speactram sùghaidh meadhan an leusair | A’ dèanamh cinnteach à gabhail a-steach èifeachdach agus tionndadh sluaigh èifeachdach | - |
| Dìth | Feumaidh e a bhith àrd gu leòr airson an ìre brosnachaidh a tha thu ag iarraidh | Faodaidh dian ro àrd milleadh teirmeach adhbhrachadh; cha choilean dian ro ìosal tionndadh sluaigh. | - |
| Càileachd Beam | Gu sònraichte cudromach ann an lasers pumpaichte aig a’ cheann | A’ dèanamh cinnteach à ceangal èifeachdach agus a’ cur ri càileachd gathan laser a thèid a sgaoileadh | Tha càileachd beam àrd deatamach airson for-chòmhdach mionaideach de sholas pumpa agus meud modh laser |
| Polarachadh | Riatanach airson meadhanan le feartan anisotropic | A’ neartachadh èifeachdas gabhail a-steach agus faodaidh e buaidh a thoirt air polarachadh solas laser a thèid a sgaoileadh | Dh’fhaodadh gum bi feum air staid pòlarachaidh sònraichte |
| Fuaim Dìth | Tha ìrean fuaim ìosal deatamach | Faodaidh atharrachaidhean ann an dian solais pumpa buaidh a thoirt air càileachd agus seasmhachd toraidh laser | Cudromach airson tagraidhean a dh’ fheumas seasmhachd agus mionaideachd àrd |
Àm puist: Dùbhlachd-01-2023