ສະໝັກໃຊ້ສື່ສັງຄົມອອນລາຍຂອງພວກເຮົາສຳລັບການປະກາດດ່ວນ
Lasers, ພື້ນຖານຂອງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄຫມ, ມີຄວາມຫນ້າສົນໃຈຫຼາຍຍ້ອນວ່າພວກມັນມີຄວາມຊັບຊ້ອນ. ຢູ່ໃນຫົວໃຈຂອງພວກມັນ, ມີອົງປະກອບທີ່ເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອຜະລິດແສງສະຫວ່າງທີ່ສອດຄ່ອງກັນ, ຂະຫຍາຍໃຫຍ່ຂື້ນ. blog ນີ້ delves ເຂົ້າໄປໃນ intricacies ຂອງອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້, ສະຫນັບສະຫນູນໂດຍຫຼັກການວິທະຍາສາດແລະສົມຜົນ, ເພື່ອໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈເລິກຂອງເຕັກໂນໂລຊີ laser.
ຄວາມເຂົ້າໃຈຂັ້ນສູງກ່ຽວກັບອົງປະກອບຂອງລະບົບເລເຊີ: ທັດສະນະດ້ານວິຊາການສໍາລັບຜູ້ຊ່ຽວຊານ
| ອົງປະກອບ | ຟັງຊັນ | ຕົວຢ່າງ |
| ໄດ້ຮັບຂະຫນາດກາງ | ຂະຫນາດກາງທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນວັດສະດຸໃນເລເຊີທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການຂະຫຍາຍແສງ. ມັນອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການຂະຫຍາຍແສງສະຫວ່າງໂດຍຜ່ານຂະບວນການຂອງປະຊາກອນ inversion ແລະການປ່ອຍອາຍພິດກະຕຸ້ນ. ທາງເລືອກຂອງການຂະຫນາດກາງໄດ້ກໍານົດລັກສະນະລັງສີ laser ຂອງ. | Solid-State Lasers: e.g., Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet), ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການນໍາໃຊ້ທາງການແພດແລະອຸດສາຫະກໍາ.Lasers ອາຍແກັສ: eg, CO2 lasers, ໃຊ້ສໍາລັບການຕັດແລະການເຊື່ອມໂລຫະ.ເລເຊີ semiconductor:eg, laser diodes, ໃຊ້ໃນການສື່ສານໃຍແກ້ວນໍາແສງແລະຕົວຊີ້ laser. |
| ແຫຼ່ງການສູບ | ແຫຼ່ງປັ໊ມສະຫນອງພະລັງງານໃຫ້ກັບຂະຫນາດກາງທີ່ໄດ້ຮັບເພື່ອບັນລຸການປີ້ນກັບປະຊາກອນ (ແຫຼ່ງພະລັງງານສໍາລັບການປີ້ນຂອງປະຊາກອນ), ເຮັດໃຫ້ການດໍາເນີນງານເລເຊີ. | Optical Pumping: ການໃຊ້ແຫຼ່ງແສງທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນເຊັ່ນ: ໄຟແຟລບເພື່ອສູບເລເຊີຂອງລັດແຂງ.ການສູບໄຟຟ້າ: ຕື່ນເຕັ້ນອາຍແກັສໃນ lasers ອາຍແກັສຜ່ານກະແສໄຟຟ້າ.Semiconductor Pumping: ການນໍາໃຊ້ laser diodes ສູບນ້ໍາຂະຫນາດກາງ laser ຂອງລັດແຂງ. |
| Optical Cavity | ຢູ່ຕາມໂກນ optical, ປະກອບດ້ວຍສອງກະຈົກ, ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນແສງສະຫວ່າງເພື່ອເພີ່ມຄວາມຍາວຂອງແສງສະຫວ່າງໃນຂະຫນາດກາງໄດ້ຮັບ, ດັ່ງນັ້ນການຂະຫຍາຍແສງສະຫວ່າງ. ມັນສະຫນອງກົນໄກການຕິຊົມສໍາລັບການຂະຫຍາຍເລເຊີ, ເລືອກລັກສະນະ spectral ແລະ spatial ຂອງແສງສະຫວ່າງ. | Planar-Planar Cavity: ໃຊ້ໃນການຄົ້ນຄວ້າຫ້ອງທົດລອງ, ໂຄງສ້າງງ່າຍດາຍ.Planar-Concave Cavity: ທົ່ວໄປໃນ lasers ອຸດສາຫະກໍາ, ສະຫນອງ beams ຄຸນນະພາບສູງ. ວົງແຫວນ: ໃຊ້ໃນການອອກແບບສະເພາະຂອງເລເຊີວົງ, ເຊັ່ນ lasers ອາຍແກັສວົງ. |
ການໄດ້ຮັບຂະຫນາດກາງ: Nexus ຂອງກົນຈັກ Quantum ແລະວິສະວະກໍາ Optical
Quantum Dynamics ໃນການໄດ້ຮັບຂະຫນາດກາງ
ຂະຫນາດກາງທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນບ່ອນທີ່ຂະບວນການພື້ນຖານຂອງການຂະຫຍາຍແສງສະຫວ່າງເກີດຂື້ນ, ປະກົດການທີ່ຝັງຮາກເລິກຢູ່ໃນກົນຈັກ quantum. ປະຕິສໍາພັນລະຫວ່າງລັດພະລັງງານແລະອະນຸພາກພາຍໃນຂະຫນາດກາງແມ່ນຄຸ້ມຄອງໂດຍຫຼັກການຂອງການປ່ອຍອາຍພິດກະຕຸ້ນແລະ inversion ຂອງປະຊາກອນ. ການພົວພັນທີ່ສໍາຄັນລະຫວ່າງຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງ (I), ຄວາມເຂັ້ມເບື້ອງຕົ້ນ (I0), ພາກສ່ວນຂ້າມຂອງການປ່ຽນແປງ (σ21), ແລະຕົວເລກອະນຸພາກໃນລະດັບພະລັງງານສອງ (N2 ແລະ N1) ຖືກອະທິບາຍໂດຍສົມຜົນ I = I0e^ (σ21(N2-N1)L). ການບັນລຸການປີ້ນກັບປະຊາກອນ, ບ່ອນທີ່ N2 > N1, ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການຂະຫຍາຍແລະເປັນພື້ນຖານຂອງຟີຊິກເລເຊີ[1].
ສາມລະດັບທຽບກັບລະບົບສີ່ລະດັບ
ໃນການອອກແບບເລເຊີທີ່ປະຕິບັດໄດ້, ລະບົບສາມລະດັບແລະສີ່ລະດັບແມ່ນໃຊ້ທົ່ວໄປ. ລະບົບສາມລະດັບ, ໃນຂະນະທີ່ງ່າຍດາຍ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີພະລັງງານເພີ່ມເຕີມເພື່ອບັນລຸການປີ້ນກັບປະຊາກອນຍ້ອນວ່າລະດັບ laser ຕ່ໍາແມ່ນສະພາບດິນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ລະບົບສີ່ລະດັບ, ສະເຫນີເສັ້ນທາງທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນໃນການຫັນປ່ຽນປະຊາກອນເນື່ອງຈາກການເສື່ອມໂຊມທີ່ບໍ່ມີຮັງສີຢ່າງໄວວາຈາກລະດັບພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ມັນແຜ່ຫຼາຍໃນການນໍາໃຊ້ເລເຊີທີ່ທັນສະໄຫມ.2].
Is ແກ້ວຢອດຢາ Erbiumຂະຫນາດກາງຂອງກໍາໄລ?
ແມ່ນແລ້ວ, ແກ້ວ erbium-doped ແທ້ໆແມ່ນປະເພດຂອງການໄດ້ຮັບຂະຫນາດກາງທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບເລເຊີ. ໃນສະພາບການນີ້, "doping" ຫມາຍເຖິງຂະບວນການເພີ່ມຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນຂອງ erbium ion (Er³⁺) ເຂົ້າໄປໃນແກ້ວ. Erbium ແມ່ນອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກທີ່, ເມື່ອຖືກລວມເຂົ້າກັບເຈົ້າພາບແກ້ວ, ສາມາດຂະຫຍາຍແສງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍຜ່ານການປ່ອຍອາຍພິດທີ່ຖືກກະຕຸ້ນ, ເປັນຂະບວນການພື້ນຖານໃນການດໍາເນີນງານເລເຊີ.
ແກ້ວ Erbium-doped ແມ່ນເປັນທີ່ຫນ້າສັງເກດໂດຍສະເພາະສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນເລເຊີເສັ້ນໄຍແລະເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ, ໂດຍສະເພາະໃນອຸດສາຫະກໍາໂທລະຄົມນາຄົມ. ມັນ ເໝາະ ສົມທີ່ສຸດ ສຳ ລັບແອັບພລິເຄຊັນເຫຼົ່ານີ້ເພາະວ່າມັນຂະຫຍາຍແສງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຢູ່ທີ່ຄວາມຍາວຂອງຄື້ນປະມານ 1550 nm, ເຊິ່ງເປັນຄວາມຍາວຂອງຄື້ນທີ່ ສຳ ຄັນໃນການສື່ສານເສັ້ນໄຍ optical ເນື່ອງຈາກການສູນເສຍເສັ້ນໃຍຊິລິກາມາດຕະຖານຕໍ່າ.
ໄດ້erbiumion ດູດເອົາແສງສະຫວ່າງ pump (ມັກຈະມາຈາກ alaser diode) ແລະມີຄວາມຕື່ນເຕັ້ນກັບລັດພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ. ເມື່ອພວກເຂົາກັບຄືນສູ່ສະພາບພະລັງງານຕ່ໍາ, ພວກມັນປ່ອຍໂຟຕອນຢູ່ໃນຄວາມຍາວຂອງຄື້ນ, ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນຂະບວນການເລເຊີ. ນີ້ເຮັດໃຫ້ແກ້ວ erbium-doped ເປັນຂະຫນາດກາງທີ່ມີປະສິດຕິຜົນແລະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການອອກແບບເລເຊີແລະເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງຕ່າງໆ.
ບລັອກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ: ຂ່າວ - ແກ້ວ Erbium-Doped: ວິທະຍາສາດ & ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ
ກົນໄກການສູບນ້ໍາ: ກໍາລັງຂັບລົດຢູ່ຫລັງ lasers
ວິທີການທີ່ຫຼາກຫຼາຍເພື່ອບັນລຸການປີ້ນກັບປະຊາກອນ
ທາງເລືອກຂອງກົນໄກການສູບນ້ໍາແມ່ນສໍາຄັນໃນການອອກແບບເລເຊີ, ມີອິດທິພົນຕໍ່ທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງຈາກປະສິດທິພາບໄປສູ່ຄວາມຍາວຄື້ນຜົນຜະລິດ. ການສູບ optical, ການນໍາໃຊ້ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງພາຍນອກເຊັ່ນ flashlamps ຫຼື lasers ອື່ນໆ, ແມ່ນທົ່ວໄປໃນ lasers ແຂງແລະສີຍ້ອມ. ວິທີການລະບາຍໄຟຟ້າໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນໃຊ້ໃນເລເຊີອາຍແກັສ, ໃນຂະນະທີ່ເລເຊີ semiconductor ມັກຈະໃຊ້ສີດເອເລັກໂຕຣນິກ. ປະສິດທິພາບຂອງກົນໄກການປັ໊ມເຫຼົ່ານີ້, ໂດຍສະເພາະໃນ lasers ແຂງຂອງ diode-pumped, ໄດ້ເປັນຈຸດສຸມທີ່ສໍາຄັນຂອງການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຜ່ານມາ, ສະຫນອງປະສິດທິພາບສູງແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນ [3].
ການພິຈາລະນາດ້ານວິຊາການໃນປະສິດທິພາບການສູບ
ປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການສູບນ້ໍາແມ່ນລັກສະນະທີ່ສໍາຄັນຂອງການອອກແບບ laser, ຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຕິບັດໂດຍລວມແລະຄວາມເຫມາະສົມຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ໃນເລເຊີຂອງລັດແຂງ, ການເລືອກລະຫວ່າງ flashlamps ແລະ laser diodes ເປັນແຫຼ່ງປັ໊ມສາມາດມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງລະບົບ, ການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນ, ແລະຄຸນນະພາບ beam. ການພັດທະນາຂອງ diodes laser ພະລັງງານສູງ, ປະສິດທິພາບສູງໄດ້ປະຕິວັດລະບົບ laser DPSS, ເຮັດໃຫ້ການອອກແບບທີ່ຫນາແຫນ້ນແລະປະສິດທິພາບຫຼາຍ [4].
Optical Cavity: ວິສະວະກໍາ Laser Beam
ການອອກແບບຢູ່ຕາມໂກນ: ກົດໝາຍວ່າດ້ວຍການດຸ່ນດ່ຽງຂອງຟີຊິກ ແລະ ວິສະວະກຳ
ຢູ່ຕາມໂກນ optical, ຫຼື resonator, ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນອົງປະກອບຕົວຕັ້ງຕົວຕີແຕ່ມີສ່ວນຮ່ວມຢ່າງຫ້າວຫັນໃນຮູບຮ່າງຂອງເລເຊີ. ການອອກແບບຂອງຢູ່ຕາມໂກນ, ລວມທັງ curvature ແລະການສອດຄ່ອງຂອງກະຈົກ, ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການກໍານົດຄວາມຫມັ້ນຄົງ, ໂຄງສ້າງຮູບແບບ, ແລະຜົນຜະລິດຂອງເລເຊີ. ຊ່ອງຄອດຕ້ອງໄດ້ຮັບການອອກແບບເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍການໄດ້ຮັບ optical ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍ, ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ປະສົມປະສານກັບວິສະວະກໍາ optical ກັບຄື້ນ optics.5.
ເງື່ອນໄຂ Oscillation ແລະການເລືອກຮູບແບບ
ສໍາລັບການ oscillation laser ເກີດຂຶ້ນ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຂະຫນາດກາງຕ້ອງເກີນການສູນເສຍພາຍໃນຢູ່ຕາມໂກນ. ເງື່ອນໄຂນີ້, ບວກກັບຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການ superposition ຄື້ນທີ່ສອດຄ່ອງກັນ, ກໍານົດວ່າພຽງແຕ່ບາງຮູບແບບຕາມລວງຍາວໄດ້ຮັບການສະຫນັບສະຫນູນ. ໄລຍະຫ່າງຂອງຮູບແບບແລະໂຄງສ້າງຂອງຮູບແບບໂດຍລວມແມ່ນໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກຄວາມຍາວທາງດ້ານຮ່າງກາຍຂອງຢູ່ຕາມໂກນແລະດັດຊະນີ refractive ຂອງຂະຫນາດກາງໄດ້ຮັບ[6].
ສະຫຼຸບ
ການອອກແບບແລະການດໍາເນີນງານຂອງລະບົບ laser ກວມເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງຂອງຟີຊິກແລະຫຼັກການວິສະວະກໍາ. ຈາກກົນຈັກ quantum ຄວບຄຸມການໄດ້ຮັບຂະຫນາດກາງໄປສູ່ວິສະວະກໍາ intricate ຂອງຊ່ອງ optical, ແຕ່ລະອົງປະກອບຂອງລະບົບ laser ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການເຮັດວຽກໂດຍລວມຂອງມັນ. ບົດຄວາມນີ້ໄດ້ສະຫນອງການ glimpse ເຂົ້າໄປໃນໂລກສະລັບສັບຊ້ອນຂອງເຕັກໂນໂລຊີ laser, ສະເຫນີຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ resonate ກັບຄວາມເຂົ້າໃຈຂັ້ນສູງຂອງອາຈານແລະວິສະວະກອນ optical ໃນພາກສະຫນາມ.
ເອກະສານອ້າງອີງ
- 1. Siegman, AE (1986). ເລເຊີ. ປຶ້ມວິທະຍາສາດມະຫາວິທະຍາໄລ.
- 2. Svelto, O. (2010). ຫຼັກການຂອງເລເຊີ. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). ວິສະວະກໍາເລເຊີ Solid-State. Springer.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Diode Pumped Solid State Lasers. ໃນຄູ່ມືຂອງເຕັກໂນໂລຊີ Laser ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ (Vol. III). CRC Press.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). ຟີຊິກເລເຊີ. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). ພື້ນຖານເລເຊີ. ຫນັງສືພິມມະຫາວິທະຍາໄລ Cambridge.
ເວລາປະກາດ: 27-11-2023