Jisajili kwa media yetu ya kijamii kwa chapisho la haraka
Kwa asili yake, kusukuma kwa laser ni mchakato wa kumpa nguvu kati kufikia hali ambayo inaweza kutoa mwanga wa laser. Hii kawaida hufanywa kwa kuingiza mwanga au umeme wa sasa ndani, ya kufurahisha atomi zake na kusababisha utoaji wa taa thabiti. Utaratibu huu wa kimsingi umeibuka sana tangu ujio wa lasers za kwanza katikati ya karne ya 20.
Wakati mara nyingi hutolewa kwa viwango vya viwango, kusukuma laser kimsingi ni mchakato wa mitambo. Inajumuisha mwingiliano wa ndani kati ya picha na muundo wa atomiki au Masi ya kati ya faida. Mitindo ya hali ya juu inazingatia matukio kama Oscillations ya Rabi, ambayo hutoa uelewa zaidi wa mwingiliano huu.
Kusukuma laser ni mchakato ambao nishati, kawaida katika mfumo wa mwanga au umeme wa sasa, hutolewa kwa faida ya laser ya kuinua atomi zake au molekuli kwa majimbo ya juu ya nishati. Uhamisho huu wa nishati ni muhimu kwa kufanikisha ubadilishaji wa idadi ya watu, hali ambayo chembe nyingi zinafurahi kuliko hali ya chini ya nishati, kuwezesha kati kukuza taa kupitia uzalishaji uliochochewa. Mchakato huo unajumuisha mwingiliano wa kawaida wa quantum, mara nyingi hutolewa kwa njia ya viwango vya viwango au mfumo wa hali ya juu zaidi wa mitambo. Vipengele muhimu ni pamoja na uchaguzi wa chanzo cha pampu (kama diode za laser au taa za kutokwa), jiometri ya pampu (upande au kusukuma mwisho), na utaftaji wa sifa za taa za pampu (wigo, nguvu, ubora wa boriti, polarization) ili kufanana na mahitaji maalum ya faida ya kati. Kusukuma laser ni muhimu katika aina anuwai za laser, pamoja na hali ngumu, semiconductor, na lasers za gesi, na ni muhimu kwa operesheni bora na bora ya laser.
Aina za lasers zilizopigwa macho
1. Lasers za hali ngumu na insulators doped
· Muhtasari:Lasers hizi hutumia umeme wa kuhami umeme wa kati na hutegemea kusukuma macho ili kuwezesha ions za kazi za laser. Mfano wa kawaida ni neodymium katika lasers ya yag.
·Utafiti wa hivi karibuni:Utafiti uliofanywa na A. Antipov et al. Inajadili laser ya karibu ya serikali ya karibu-IR kwa kusukuma kwa nguvu ya kusukuma macho. Utafiti huu unaangazia maendeleo katika teknolojia ya laser ya hali ngumu, haswa katika wigo wa karibu-infrared, ambayo ni muhimu kwa matumizi kama mawazo ya matibabu na mawasiliano ya simu.
Kusoma zaidi:Laser ya hali ya karibu ya IR ya kusukuma macho ya kusukuma macho
2. Semiconductor lasers
·Habari ya Jumla: Kwa kawaida inasukuma umeme, lasers za semiconductor pia zinaweza kufaidika na kusukuma macho, haswa katika matumizi yanayohitaji mwangaza wa hali ya juu, kama vile uso wa nje wa wima unaotoa lasers (vecsels).
·Maendeleo ya hivi karibuni: Kazi ya U. Keller juu ya frequency ya macho ya macho kutoka kwa hali ya juu ya hali ya juu na semiconductor hutoa ufahamu katika kizazi cha viboreshaji vya frequency thabiti kutoka kwa diode-pumped solid-state na semiconductor lasers. Maendeleo haya ni muhimu kwa matumizi katika metrology ya frequency ya macho.
Kusoma zaidi:Mchanganyiko wa frequency ya macho kutoka kwa lasers ya hali ya juu na semiconductor lasers
3. Lasers za gesi
·Kusukuma macho katika lasers za gesi: Aina fulani za lasers za gesi, kama lasers za mvuke za alkali, hutumia kusukuma macho. Lasers hizi mara nyingi hutumiwa katika programu zinazohitaji vyanzo vya taa madhubuti na mali maalum.
Vyanzo vya kusukuma macho
Taa za kutokwa: Kawaida katika lasers zilizopigwa na taa, taa za kutokwa hutumiwa kwa nguvu yao ya juu na wigo mpana. Ya Mandryko et al. ilitengeneza mfano wa nguvu wa kizazi cha kutokwa kwa msukumo wa arc katika taa za macho zinazoingiliana na taa za Xenon za lasers zenye hali ngumu. Mfano huu husaidia kuongeza utendaji wa taa za kusukuma maji, muhimu kwa operesheni bora ya laser.
Diode za laser:Inatumika katika lasers za diode-pumped, diode za laser hutoa faida kama ufanisi mkubwa, saizi ya kompakt, na uwezo wa kusambazwa laini.
Kusoma zaidi:Je! Diode ya laser ni nini?
Taa za flash: Taa za flash ni kubwa, vyanzo vya mwanga vya wigo mpana ambavyo hutumiwa kawaida kwa kusukuma lasers za hali ngumu, kama vile Ruby au ND: YAG Lasers. Wanatoa kupasuka kwa kiwango cha juu cha taa ambayo inafurahisha kati ya laser.
Taa za arcSawa na taa za taa lakini iliyoundwa kwa operesheni inayoendelea, taa za arc hutoa chanzo thabiti cha taa kali. Zinatumika katika matumizi ambapo operesheni ya laser inayoendelea (CW) inahitajika.
LEDs (Diode za Kutoa Mwanga): Wakati sio kawaida kama diode za laser, LEDs zinaweza kutumika kwa kusukuma macho katika matumizi fulani ya nguvu ya chini. Ni faida kwa sababu ya maisha yao marefu, gharama ya chini, na upatikanaji katika mawimbi anuwai.
Mwangaza wa jua: Katika usanidi fulani wa majaribio, mwangaza wa jua umetumika kama chanzo cha pampu kwa lasers za jua-pumped. Njia hii inachukua nishati ya jua, na kuifanya kuwa chanzo mbadala na cha gharama nafuu, ingawa haiwezi kubadilika na kidogo sana ikilinganishwa na vyanzo vya taa bandia.
Diode za laser zilizounganishwa na nyuzi: Hizi ni diode za laser pamoja na nyuzi za macho, ambazo hutoa taa ya pampu kwa ufanisi zaidi kwa kati ya laser. Njia hii ni muhimu sana katika lasers za nyuzi na katika hali ambapo uwasilishaji sahihi wa taa ya pampu ni muhimu.
Lasers zingine: Wakati mwingine, laser moja hutumiwa kusukuma nyingine. Kwa mfano, ND ya frequency mara mbili: LASER ya YAG inaweza kutumika kusukuma laser ya rangi. Njia hii mara nyingi hutumiwa wakati mawimbi maalum yanahitajika kwa mchakato wa kusukuma maji ambayo hayapatikani kwa urahisi na vyanzo vya kawaida vya taa.
Diode-pumped solid-serikali laser
Chanzo cha nishati ya awaliMchakato huanza na laser ya diode, ambayo hutumika kama chanzo cha pampu. Lasers za Diode huchaguliwa kwa ufanisi wao, saizi ya kompakt, na uwezo wa kutoa mwanga katika mawimbi maalum.
Nuru ya pampu:Laser ya diode hutoa mwanga ambao unafyonzwa na hali ya hali ya kati. Msukumo wa laser ya diode umeundwa ili kufanana na sifa za kunyonya za kati ya faida.
Hali ngumuKupata kati
Vifaa:Kiwango cha kati katika lasers ya DPSS kawaida ni nyenzo zenye hali ngumu kama nd: yag (neodymium-doped yttrium alumini garnet), nd: yvo4 (neodymium-doped yttrium orthovanadate), au yb: yag (ytterbium-doped yttrium garnet).
Doping:Vifaa hivi vimefungwa na ioni za nadra-ardhi (kama ND au YB), ambazo ni ions za laser zinazofanya kazi.
Unyonyaji wa nishati na uchochezi:Wakati taa ya pampu kutoka kwa laser ya diode inapoingia kati ya faida, ioni za nadra-ardhi huchukua nishati hii na kupata msisimko kwa majimbo ya juu ya nishati.
Ubadilishaji wa idadi ya watu
Kufanikisha ubadilishaji wa idadi ya watu:Ufunguo wa hatua ya laser ni kufikia ubadilishaji wa idadi ya watu katika njia ya kupata. Hii inamaanisha kuwa ions zaidi ziko katika hali ya msisimko kuliko katika hali ya ardhi.
Uzalishaji uliochochewa:Mara tu ubadilishaji wa idadi ya watu utakapopatikana, kuanzishwa kwa picha inayolingana na tofauti ya nishati kati ya majimbo yenye msisimko na ardhi yanaweza kuchochea ions zenye msisimko kurudi katika hali ya ardhi, kutoa picha katika mchakato.
Resonator ya macho
Vioo: Njia ya faida imewekwa ndani ya resonator ya macho, kawaida huundwa na vioo viwili kila mwisho wa kati.
Maoni na ukuzaji: Moja ya vioo vinaonyesha sana, na nyingine inaonyesha sehemu. Picha zinarudi nyuma na kati kati ya vioo hivi, vinachochea uzalishaji zaidi na kukuza taa.
Utoaji wa laser
Nuru inayoshikamana: Picha ambazo zimetolewa ni sawa, ikimaanisha ziko katika hatua na zina nguvu sawa.
Pato: Kioo cha kutafakari kinaruhusu baadhi ya taa hii kupita, kutengeneza boriti ya laser ambayo inatoka kwa laser ya DPSS.
Kusukuma jiometri: upande dhidi ya kusukuma mwisho
| Njia ya kusukuma | Maelezo | Maombi | Faida | Changamoto |
|---|---|---|---|---|
| Kusukuma upande | Nuru ya pampu ilianzisha perpendicular kwa kati ya laser | Fimbo au lasers za nyuzi | Usambazaji usio sawa wa taa ya pampu, inayofaa kwa matumizi ya nguvu ya juu | Usambazaji usio na sare, ubora wa chini wa boriti |
| Mwisho kusukuma | Pampu taa iliyoelekezwa pamoja na mhimili sawa na boriti ya laser | Lasers za hali ngumu kama ND: yag | Usambazaji wa sare, ubora wa boriti ya juu | Ulinganisho tata, utaftaji mdogo wa joto katika lasers zenye nguvu kubwa |
Mahitaji ya taa bora ya pampu
| Mahitaji | Umuhimu | Athari/usawa | Vidokezo vya ziada |
|---|---|---|---|
| Uwezo wa Spectrum | Wavelength lazima ifanane na wigo wa kunyonya wa kati ya laser | Inahakikisha kunyonya kwa ufanisi na ubadilishaji mzuri wa idadi ya watu | - |
| Nguvu | Lazima iwe juu ya kutosha kwa kiwango cha uchukuaji taka | Nguvu za juu sana zinaweza kusababisha uharibifu wa mafuta; Chini sana haitafikia ubadilishaji wa idadi ya watu | - |
| Ubora wa boriti | Hasa muhimu katika lasers za mwisho | Inahakikisha kuunganishwa kwa ufanisi na inachangia kutoa ubora wa boriti ya laser | Ubora wa boriti ya juu ni muhimu kwa mwingiliano sahihi wa taa ya pampu na kiwango cha hali ya laser |
| Polarization | Inahitajika kwa media na mali ya anisotropic | Huongeza ufanisi wa kunyonya na inaweza kuathiri polarization nyepesi ya laser iliyotolewa | Hali maalum ya polarization inaweza kuwa muhimu |
| Kelele ya nguvu | Viwango vya chini vya kelele ni muhimu | Kushuka kwa kiwango cha taa ya pampu kunaweza kuathiri ubora wa pato la laser na utulivu | Muhimu kwa matumizi yanayohitaji utulivu mkubwa na usahihi |
Wakati wa chapisho: Desemba-01-2023