Բաժանորդագրվեք մեր սոցիալական մեդիայի համար `արագ գրառման համար
Լազերները, ժամանակակից տեխնոլոգիաների հիմնաքարը, նույնքան հետաքրքրաշարժ են, քանի որ դրանք բարդ են: At their heart lies a symphony of components working in unison to produce coherent, amplified light. This blog delves into the intricacies of these components, supported by scientific principles and equations, to provide a deeper understanding of laser technology.
Ընդլայնված պատկերացումներ լազերային համակարգի բաղադրիչների մեջ. Տեխնիկական տեսանկյուն `մասնագետների համար
| Բաղադրիչ | Գործառույթ | Օրինակներ |
| Գազի լազերներ: | ||
| Պոմպային աղբյուրը էներգիա է ապահովում ձեռք բերելու միջոցին `բնակչության շրջադարձին հասնելու համար (էներգիայի աղբյուրը բնակչության շրջադարձի համար), հնարավորություն տալով լազերային գործողությունը: | Օգտագործելով լույսի ներքո լամպերի նման ինտենսիվ լույսի աղբյուրներ `պինդ վիճակի լազերներ մղելու համար:Կիսահաղորդչային պոմպ | |
| Օպտիկական խոռոչը, որը բաղկացած է երկու հայելիներից, արտացոլում է լույսը `ավելացնելու համար լույսի երկարությունը` աճի միջավայրում, դրանով իսկ բարձրացնելով թեթեւ ուժեղացումը: It provides a feedback mechanism for laser amplification, selecting the spectral and spatial characteristics of the light. | Օգտագործվում է օղակի լազերների հատուկ ձեւավորումներում, ինչպես ռինգի գազի լազերները: |
Քվանտային դինամիկան շահույթի միջավայրում
Ձեռք բերված միջոցն այն է, երբ տեղի է ունենում թեթեւ ուժեղացման հիմնական գործընթացը, մի երեւույթ, որը խորապես արմատավորված է քվանտային մեխանիկայում: Մինտի մեջ էներգետիկ պետությունների եւ մասնիկների միջեւ փոխգործակցությունը ղեկավարվում է խթանված արտանետման եւ բնակչության շրջադարձի սկզբունքներով: Լույսի ինտենսիվության (I), նախնական ինտենսիվության (I0), անցումային խաչմերուկի (σ21) եւ «Երկու էներգիայի մակարդակի» (N2 եւ N1) գծերի (N2- ի եւ N1) նկարագրվում է քննադատական կապը: Բնակչության շրջադարձի հասնելը, որտեղ N2> N1- ը անհրաժեշտ է ուժեղացման համար եւ լազերային ֆիզիկայի հիմնաքարն է [1].
In practical laser designs, three-level and four-level systems are commonly employed. Երեք մակարդակի համակարգեր, իսկ ավելի պարզ, պահանջում են ավելի շատ էներգիա `բնակչության շրջադարձի հասնելու համար, քանի որ ստորին լազերային մակարդակը հողի վիճակն է: Չորս մակարդակի համակարգերը, մյուս կողմից, առաջարկում են ավելի արդյունավետ երթուղի, ավելի բարձր էներգիայի մակարդակից արագ ոչ ճառագայթային քայքայման պատճառով, դրանք ավելի տարածված դարձնելով ժամանակակից լազերային ծրագրերում:2].
Is ձեռք բերող միջոց:
Այո, erbium-doped ապակին իսկապես լազերային համակարգերում օգտագործվող ձեռքբերման միջոց է: Այս համատեքստում «դոպինգը» վերաբերում է ապակու համար որոշակի քանակությամբ erbium իոնների (ER³⁺) ավելացնելու գործընթացին: Erbium- ը հազվագյուտ երկրային տարր է, որը ներառում է ապակու հյուրընկալողի մեջ, կարող է արդյունավետորեն ուժեղացնել լույսը խթանված արտանետման միջոցով, լազերային գործողության հիմնական գործընթաց:
Erbium-doped ապակին հատկապես ուշագրավ է մանրաթելային լազերների եւ մանրաթելային ուժեղացուցիչներում, հատկապես հեռահաղորդակցման արդյունաբերության մեջ: Այն լավ հարմար է այս դիմումների համար, քանի որ այն արդյունավետորեն ուժեղացնում է լույսը 1550 նմ ալիքի երկարության վրա, ինչը օպտիկական մանրաթելային հաղորդակցությունների հիմնական ալիքի երկարություն է `ստանդարտ սիլիցի մանրաթելերում ցածր կորստի պատճառով:
Էerbiumիոնները կլանում են պոմպի լույսը (հաճախ ա) եւ ոգեւորված են էներգետիկ բարձրագույն պետություններով: Երբ նրանք վերադառնում են ավելի ցածր էներգետիկ պետություն, նրանք ֆոտոններ են արտանետում լազացման ալիքի երկարության վրա, նպաստելով լազերային գործընթացին: Սա Erbium-Doped Glass- ը դարձնում է արդյունավետ եւ լայնորեն օգտագործվող ձեռքբերման միջոց տարբեր լազերային եւ ուժեղացուցիչների ձեւավորում:
Բնակչության շրջադարձի հասնելու բազմազան մոտեցումներ
Պոմպային մեխանիզմի ընտրությունը լազերային դիզայնի մեջ առանցքային է, ազդելով ամեն ինչի վրա արդյունավետությունից `ելքային ալիքի երկարության վրա: Օպտիկական պոմպ, օգտագործելով արտաքին լույսի աղբյուրներ, ինչպիսիք են լամպերը կամ այլ լազերները, տարածված են ամուր վիճակի եւ ներկերի լազերներում: Էլեկտրական բեռնաթափման մեթոդները սովորաբար աշխատում են գազի լազերներում, մինչդեռ կիսահաղորդչային լազերները հաճախ օգտագործում են էլեկտրոնի ներարկում: Այս պոմպային մեխանիզմների արդյունավետությունը, մասնավորապես Diode Pumped Solid-State LaSers- ում, վերջին հետազոտությունների ուշադրության կենտրոնում է ցուցաբերում, առաջարկելով ավելի բարձր արդյունավետություն եւ կոմպակտություն [3].
Տեխնիկական նկատառումներ պոմպային արդյունավետության մեջ
Պոմպային գործընթացի արդյունավետությունը լազերային դիզայնի կարեւոր կողմն է, ընդհանուր գործունեության եւ կիրառական համապատասխանության վրա ազդող: Պինդ վիճակի լազերներում, լամպերի եւ լազերային դիոդների միջեւ ընտրությունը, որպես պոմպի աղբյուր, կարող է էապես ազդել համակարգի արդյունավետության, ջերմային բեռի եւ ճառագայթների որակի վրա: Բարձր էներգիայի, բարձր արդյունավետության լազերային դիոդների զարգացումը հեղափոխություն է կատարել DPSS լազերային համակարգերը, հնարավորություն տալով ավելի շատ կոմպակտ եւ արդյունավետ ձեւավորումներ [4].
Օպտիկական խոռոչ. Ինժեներական լազերային ճառագայթ
Օպտիկական խոռոչը կամ ռեզոնատորը պարզապես պասիվ բաղադրիչ չէ, բայց ակտիվ մասնակից լազերային ճառագայթը ձեւավորելու համար: Խոռոչի ձեւավորումը, ներառյալ հայելիների կորը եւ հավասարեցումը, կարեւորագույն դեր է խաղում կայունության, ռեժիմի կառուցվածքը եւ լազերային ելքը որոշելու գործում: Խոռոչը պետք է նախագծված լինի օպտիկական շահի բարձրացման համար `կորուստները նվազագույնի հասցնելու համար, մարտահրավեր, որը համատեղում է օպտիկական ճարտարագիտությունը ալիքի օպտիմիզով5.
Լազերային տատանումների համար տեղի ունենալու համար միջոցը տրամադրված շահույթը պետք է գերազանցի խոռոչի մեջ եղած կորուստները: Այս պայմանը, որը զուգորդվում է համապարփակ ալիքի գերտերության պահանջի հետ, թելադրում է, որ աջակցվում են միայն երկայնական որոշակի ռեժիմներ: MODE- ի տարածությունը եւ ընդհանուր ռեժիմի կառուցվածքը ազդում են խոռոչի ֆիզիկական երկարության եւ շահույթի միջին refractive ցուցանիշի վրա [6].
Եզրափակում
Լազերային համակարգերի ձեւավորումը եւ շահագործումը ներառում են ֆիզիկայի եւ ինժեներական սկզբունքների լայն սպեկտր: Օպտիկական խոռոչի խճճված ինժենթիվի կառուցող քվանտային մեխանիզմներից, լազերային համակարգի յուրաքանչյուր բաղադրիչ կարեւոր դեր է խաղում իր ընդհանուր ֆունկցիոնալության մեջ: Այս հոդվածը հայացք է տրամադրել լազերային տեխնոլոգիայի համալիր աշխարհին, առաջարկելով պատկերացումներ, որոնք ռեզոնանսվում են ոլորտում դասախոսների եւ օպտիկական ինժեներների առաջադեմ պատկերացումով:
Հղումներ
- 1. Սիգման, AE (1986): Լազերներ: Համալսարանական գիտության գրքեր:
- 2-ը: Svelto, O. (2010): Լազերների սկզբունքները: Springer.
- 3. Կոչներ, Վ. (2006): Կոշտ պետական լազերային ճարտարագիտություն: Springer.
- 4: Պիպեր, Ja, & Moidren, RP (2014): Diode Pumped Solid State Lasers. Լազերային տեխնոլոգիայի եւ դիմումների ձեռնարկ (Vol. III): CRC մամուլ:
- 5. Միլոնին, PW, & Eberly, JH (2010): Լազերային ֆիզիկա: Ուիլեյ
- 6. Սիլֆվաստ, WT (2004): Լազերային հիմունքներ: Քեմբրիջի համալսարանի մամուլ:
Փոստի ժամանակը, Նոյ -27-2023