Jiandikishe kwenye Mitandao Yetu ya Kijamii kwa Machapisho ya Haraka
Kimsingi, kusukuma kwa leza ni mchakato wa kuipa nguvu chombo cha kati ili kufikia hali ambapo kinaweza kutoa mwanga wa leza. Hii kwa kawaida hufanywa kwa kuingiza mwanga au mkondo wa umeme kwenye chombo hicho, na kuchochea atomi zake na kusababisha utoaji wa mwanga unaolingana. Mchakato huu wa msingi umebadilika sana tangu ujio wa leza za kwanza katikati ya karne ya 20.
Ingawa mara nyingi huigwa kwa kutumia milinganyo ya kiwango, kusukuma kwa leza kimsingi ni mchakato wa kimakanika wa quantum. Unahusisha mwingiliano tata kati ya fotoni na muundo wa atomiki au molekuli wa njia ya kupata faida. Mifumo ya hali ya juu huzingatia matukio kama vile mitetemo ya Rabi, ambayo hutoa uelewa mpana zaidi wa mwingiliano huu.
Kusukuma kwa leza ni mchakato ambapo nishati, kwa kawaida katika mfumo wa mwanga au mkondo wa umeme, hutolewa kwa njia ya kupata leza ili kuinua atomi au molekuli zake hadi hali ya juu ya nishati. Uhamisho huu wa nishati ni muhimu kwa kufikia ubadilishaji wa idadi ya watu, hali ambapo chembe nyingi husisimka kuliko katika hali ya chini ya nishati, na kuwezesha njia hiyo kuongeza mwanga kupitia utoaji uliochochewa. Mchakato huu unahusisha mwingiliano tata wa quantum, ambao mara nyingi huigwa kupitia milinganyo ya kiwango au mifumo ya hali ya juu zaidi ya mitambo ya quantum. Vipengele muhimu ni pamoja na uchaguzi wa chanzo cha pampu (kama vile diode za leza au taa za kutokwa), jiometri ya pampu (kusukuma pembeni au mwisho), na uboreshaji wa sifa za mwanga wa pampu (spektramu, nguvu, ubora wa boriti, upolarization) ili kuendana na mahitaji maalum ya njia ya kupata. Kusukuma kwa leza ni muhimu katika aina mbalimbali za leza, ikiwa ni pamoja na leza za hali-ngumu, semiconductor, na gesi, na ni muhimu kwa uendeshaji mzuri na mzuri wa leza.
Aina za Leza Zinazosukumwa kwa Macho
1. Leza za Hali Imara zenye Vihami vya Doped
· Muhtasari:Leza hizi hutumia njia ya kuhami umeme na hutegemea kusukuma kwa macho ili kutoa nishati kwa ioni zinazofanya kazi kwa leza. Mfano wa kawaida ni neodymium katika leza za YAG.
·Utafiti wa Hivi Karibuni:Utafiti uliofanywa na A. Antipov na wenzake unajadili leza ya karibu na IR yenye hali ngumu kwa ajili ya kusukuma macho ya kubadilishana spin. Utafiti huu unaangazia maendeleo katika teknolojia ya leza ya hali ngumu, hasa katika wigo wa karibu na infrared, ambayo ni muhimu kwa matumizi kama vile upigaji picha wa kimatibabu na mawasiliano ya simu.
Usomaji Zaidi:Leza ya Karibu na IR ya Hali Imara kwa Upigaji wa Macho wa Spin-Exchange
2. Leza za Semiconductor
·Taarifa ya Jumla: Kwa kawaida husukumwa kwa umeme, leza za semiconductor zinaweza pia kufaidika na kusukumwa kwa macho, hasa katika matumizi yanayohitaji mwangaza wa juu, kama vile Leza za Kutoa Uso wa Matundu ya Nje ya Wima (VECSELs).
·Maendeleo ya Hivi Karibuni: Kazi ya U. Keller kuhusu visega vya masafa ya macho kutoka kwa leza za hali-ngumu na semiconductor zenye kasi ya juu hutoa maarifa katika uzalishaji wa visega vya masafa thabiti kutoka kwa leza za hali-ngumu na semiconductor zilizosukumwa na diode. Maendeleo haya ni muhimu kwa matumizi katika upimaji wa masafa ya macho.
Usomaji Zaidi:Vichana vya masafa ya macho kutoka kwa leza za hali-ngumu na semiconductor zenye kasi ya juu
3. Leza za Gesi
·Kusukuma kwa Macho katika Leza za Gesi: Aina fulani za leza za gesi, kama vile leza za mvuke wa alkali, hutumia kusukuma kwa macho. Leza hizi mara nyingi hutumiwa katika matumizi yanayohitaji vyanzo vya mwanga vinavyoeleweka vyenye sifa maalum.
Vyanzo vya Kusukuma Macho
Taa za Kutokwa na Chaji: Kawaida katika leza zinazosukumwa na taa, taa za kutoa umeme hutumika kwa nguvu zao za juu na wigo mpana. YA Mandryko et al. walitengeneza mfumo wa nguvu wa uzalishaji wa utoaji wa utoaji wa umeme wa arc ya msukumo katika vyombo vya habari vinavyofanya kazi, taa za xenon zinazosukuma mwangaza wa leza za hali-ngumu. Mfumo huu husaidia kuboresha utendaji wa taa za kusukuma umeme, muhimu kwa uendeshaji mzuri wa leza.
Diode za Leza:Zinazotumiwa katika leza zenye diode, diode za leza hutoa faida kama vile ufanisi wa hali ya juu, ukubwa mdogo, na uwezo wa kurekebishwa vizuri.
Usomaji zaidi:diode ya leza ni nini?
Taa za MwekoTaa za mwanga ni vyanzo vya mwanga mkali na vyenye wigo mpana ambavyo hutumika sana kwa kusukuma leza za hali ngumu, kama vile leza za rubi au Nd:YAG. Hutoa mwanga mkali wa kiwango cha juu unaosisimua njia ya leza.
Taa za Tao: Kama taa za kumweka lakini zimeundwa kwa ajili ya uendeshaji endelevu, taa za arc hutoa chanzo thabiti cha mwanga mkali. Zinatumika katika matumizi ambapo operesheni ya leza ya wimbi endelevu (CW) inahitajika.
LED (Diode Zinazotoa Mwanga): Ingawa si kawaida kama diode za leza, LED zinaweza kutumika kwa ajili ya kusukuma mwanga katika matumizi fulani ya nguvu ndogo. Zina faida kutokana na muda wake mrefu, gharama nafuu, na upatikanaji katika mawimbi mbalimbali.
Mwangaza wa jua: Katika baadhi ya mipangilio ya majaribio, mwanga wa jua uliokolea umetumika kama chanzo cha pampu kwa leza zinazosukumwa na jua. Njia hii hutumia nishati ya jua, na kuifanya kuwa chanzo kinachoweza kutumika tena na cha gharama nafuu, ingawa haiwezi kudhibitiwa na haina nguvu nyingi ikilinganishwa na vyanzo vya mwanga bandia.
Diode za Leza Zilizounganishwa na NyuzinyuziHizi ni diode za leza zilizounganishwa na nyuzi za macho, ambazo hutoa mwanga wa pampu kwa ufanisi zaidi kwenye njia ya leza. Njia hii ni muhimu sana katika leza za nyuzi na katika hali ambapo uwasilishaji sahihi wa mwanga wa pampu ni muhimu.
Leza NyingineWakati mwingine, leza moja hutumika kusukuma nyingine. Kwa mfano, leza ya Nd: YAG yenye masafa mara mbili inaweza kutumika kusukuma leza ya rangi. Njia hii mara nyingi hutumika wakati urefu maalum wa mawimbi unahitajika kwa mchakato wa kusukuma ambao haupatikani kwa urahisi na vyanzo vya kawaida vya mwanga.
Leza ya hali ngumu inayosukumwa na diode
Chanzo cha Nishati cha Awali: Mchakato huanza na leza ya diode, ambayo hutumika kama chanzo cha pampu. Leza za diode huchaguliwa kwa ufanisi wao, ukubwa mdogo, na uwezo wa kutoa mwanga katika mawimbi maalum.
Taa ya Pampu:Leza ya diode hutoa mwanga unaofyonzwa na njia ya kupata nguvu ya hali ngumu. Urefu wa wimbi wa leza ya diode umeundwa ili kuendana na sifa za unyonyaji wa njia ya kupata nguvu.
Hali ImaraFaida ya Kati
Nyenzo:Kiwango cha faida katika leza za DPSS kwa kawaida huwa nyenzo ya hali ngumu kama Nd:YAG (Garnet ya Aluminium ya Neodymium iliyo na doped), Nd:YVO4 (Garnet ya Aluminium ya Neodymium iliyo na doped), au Yb:YAG (Garnet ya Aluminium ya Yttrium iliyo na doped ya Ytterbium).
Kutumia dawa za kuongeza nguvu mwilini:Nyenzo hizi zimechanganywa na ioni za udongo adimu (kama Nd au Yb), ambazo ni ioni za leza zinazofanya kazi.
Kunyonya na Kusisimua Nishati:Wakati mwanga wa pampu kutoka kwa leza ya diode unapoingia kwenye njia ya kupata nguvu, ioni za dunia adimu hunyonya nishati hii na kusisimka hadi kufikia hali za juu za nishati.
Ubadilishaji wa Idadi ya Watu
Kufikia Ubadilishaji wa Idadi ya Watu:Ufunguo wa hatua ya leza ni kufikia ubadilishaji wa idadi ya watu katika njia ya kupata. Hii ina maana kwamba ioni nyingi ziko katika hali ya msisimko kuliko katika hali ya ardhi.
Utoaji Uliochochewa:Mara tu ubadilishaji wa idadi ya watu unapopatikana, kuanzishwa kwa fotoni inayolingana na tofauti ya nishati kati ya hali za msisimko na ardhi kunaweza kuchochea ioni zilizosisimka kurudi kwenye hali ya ardhi, na kutoa fotoni katika mchakato huo.
Kirekebishaji cha Macho
Vioo: Kifaa cha kuongeza mwanga huwekwa ndani ya kihisi mwanga, ambacho kwa kawaida huundwa na vioo viwili kila mwisho wa kifaa.
Mrejesho na Ukuzaji: Kioo kimoja kinaakisi sana, na kingine kinaakisi kwa kiasi. Fotoni huruka huku na huko kati ya vioo hivi, na kuchochea uzalishaji zaidi na kuongeza mwanga.
Utoaji wa Leza
Mwanga Mshikamano: Fotoni zinazotolewa zina uthabiti, ikimaanisha kuwa ziko katika awamu na zina urefu sawa wa wimbi.
Matokeo: Kioo kinachoakisi kwa kiasi fulani huruhusu baadhi ya mwanga huu kupita, na kutengeneza boriti ya leza inayotoka kwenye leza ya DPSS.
Jiometri za Kusukuma: Kusukuma Upande dhidi ya Mwisho
| Mbinu ya Kusukuma | Maelezo | Maombi | Faida | Changamoto |
|---|---|---|---|---|
| Kusukuma Upande | Mwangaza wa pampu ulianzishwa kwa njia ya leza | Leza za fimbo au nyuzi | Usambazaji sawa wa taa za pampu, zinazofaa kwa matumizi ya nguvu nyingi | Usambazaji usio sawa wa faida, ubora wa chini wa boriti |
| Kusukuma Mwisho | Taa ya pampu inayoelekezwa kwenye mhimili sawa na boriti ya leza | Leza za hali ngumu kama Nd:YAG | Usambazaji wa faida sare, ubora wa juu wa boriti | Mpangilio tata, uondoaji joto usiofaa sana katika leza zenye nguvu nyingi |
Mahitaji ya Taa ya Pampu Inayofaa
| Mahitaji | Umuhimu | Athari/Usawa | Maelezo ya Ziada |
|---|---|---|---|
| Ufaa wa Spectrum | Urefu wa mawimbi lazima ulingane na wigo wa unyonyaji wa njia ya leza | Huhakikisha ufyonzaji mzuri na ubadilishaji mzuri wa idadi ya watu | - |
| Nguvu | Lazima iwe juu vya kutosha kwa kiwango kinachohitajika cha msisimko | Nguvu ya juu kupita kiasi inaweza kusababisha uharibifu wa joto; kiwango cha chini sana hakitasababisha mabadiliko ya idadi ya watu | - |
| Ubora wa Boriti | Muhimu zaidi katika leza zinazosukumwa mwisho | Huhakikisha muunganisho mzuri na huchangia ubora wa boriti ya leza inayotolewa | Ubora wa juu wa miale ni muhimu kwa mwingiliano sahihi wa mwanga wa pampu na ujazo wa hali ya leza |
| Upolarization | Inahitajika kwa vyombo vya habari vyenye sifa za anisotropic | Huongeza ufanisi wa kunyonya na inaweza kuathiri upolarishaji wa mwanga wa leza unaotolewa | Hali maalum ya utengano inaweza kuhitajika |
| Kelele ya Kiwango | Viwango vya chini vya kelele ni muhimu | Kubadilika kwa kiwango cha mwangaza wa pampu kunaweza kuathiri ubora na uthabiti wa utoaji wa leza | Muhimu kwa programu zinazohitaji uthabiti na usahihi wa hali ya juu |
Muda wa chapisho: Desemba-01-2023