ຈອງສື່ສັງຄົມຂອງພວກເຮົາສຳລັບໂພສທີ່ວ່ອງໄວ
ເລເຊີ, ເຊິ່ງເປັນພື້ນຖານຂອງເທັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄໝ, ແມ່ນໜ້າສົນໃຈຄືກັບວ່າມັນມີຄວາມຊັບຊ້ອນ. ຫົວໃຈຂອງມັນແມ່ນການປະສົມປະສານຂອງອົງປະກອບຕ່າງໆທີ່ເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອຜະລິດແສງສະຫວ່າງທີ່ສອດຄ່ອງ ແລະ ຂະຫຍາຍອອກ. ບລັອກນີ້ເຈາະເລິກເຂົ້າໄປໃນລາຍລະອຽດຂອງອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້, ໂດຍໄດ້ຮັບການສະໜັບສະໜູນຈາກຫຼັກການ ແລະ ສົມຜົນທາງວິທະຍາສາດ, ເພື່ອໃຫ້ມີຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່າກ່ຽວກັບເທັກໂນໂລຢີເລເຊີ.
ຄວາມເຂົ້າໃຈຂັ້ນສູງກ່ຽວກັບອົງປະກອບຂອງລະບົບເລເຊີ: ທັດສະນະດ້ານວິຊາການສຳລັບຜູ້ຊ່ຽວຊານ
| ອົງປະກອບ | ຟັງຊັນ | ຕົວຢ່າງ |
| ເພີ່ມລະດັບປານກາງ | ຕົວກາງເພີ່ມແສງແມ່ນວັດສະດຸໃນເລເຊີທີ່ໃຊ້ສຳລັບຂະຫຍາຍແສງ. ມັນຊ່ວຍໃຫ້ການຂະຫຍາຍແສງງ່າຍຂຶ້ນໂດຍຜ່ານຂະບວນການປີ້ນກັບຂອງປະຊາກອນ ແລະ ການກະຕຸ້ນການປ່ອຍແສງ. ການເລືອກຕົວກາງເພີ່ມແສງຈະກຳນົດຄຸນລັກສະນະຂອງລັງສີຂອງເລເຊີ. | ເລເຊີແບບແຂງຕົວຢ່າງ, Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet), ໃຊ້ໃນການແພດ ແລະ ອຸດສາຫະກໍາ.ເລເຊີແກັສຕົວຢ່າງ, ເລເຊີ CO2, ໃຊ້ສຳລັບການຕັດ ແລະ ການເຊື່ອມໂລຫະ.ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ:ຕົວຢ່າງ, ໄດໂອດເລເຊີ, ທີ່ໃຊ້ໃນການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ ແລະ ຕົວຊີ້ເລເຊີ. |
| ແຫຼ່ງສູບນ້ຳ | ແຫຼ່ງສູບນ້ຳສະໜອງພະລັງງານໃຫ້ກັບຕົວກາງທີ່ໄດ້ຮັບເພື່ອບັນລຸການປ່ຽນແປງປະຊາກອນ (ແຫຼ່ງພະລັງງານສຳລັບການຫັນປ່ຽນປະຊາກອນ), ເຮັດໃຫ້ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ດ້ວຍເລເຊີ. | ການສູບນ້ຳດ້ວຍແສງການໃຊ້ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນເຊັ່ນ: ໂຄມໄຟແຟດເພື່ອສົ່ງແສງເລເຊີແບບແຂງ.ການສູບນ້ຳດ້ວຍໄຟຟ້າການກະຕຸ້ນອາຍແກັສໃນເລເຊີອາຍແກັສຜ່ານກະແສໄຟຟ້າ.ການສູບນ້ຳແບບເຄິ່ງຕົວນຳການໃຊ້ໄດໂອດເລເຊີເພື່ອສູບສົ່ງສື່ກາງເລເຊີແບບແຂງ. |
| ຊ່ອງແສງ | ຊ່ອງແສງທີ່ປະກອບດ້ວຍກະຈົກສອງອັນ ສະທ້ອນແສງເພື່ອເພີ່ມຄວາມຍາວຂອງເສັ້ນທາງຂອງແສງໃນຕົວກາງຮັບແສງ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການຂະຫຍາຍແສງດີຂຶ້ນ. ມັນໃຫ້ກົນໄກການຕອບສະໜອງສຳລັບການຂະຫຍາຍແສງເລເຊີ ໂດຍເລືອກລັກສະນະທາງສະເປກຕຣຳ ແລະ ພື້ນທີ່ຂອງແສງ. | ຮາບພຽງ-ຮາບພຽງໃຊ້ໃນການຄົ້ນຄວ້າໃນຫ້ອງທົດລອງ, ໂຄງສ້າງງ່າຍດາຍ.ຮູຮາບພຽງ-ໂຄ້ງພົບເຫັນທົ່ວໄປໃນເລເຊີອຸດສາຫະກໍາ, ໃຫ້ລັງສີທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ. ຊ່ອງວົງແຫວນໃຊ້ໃນການອອກແບບເລເຊີວົງແຫວນສະເພາະ, ເຊັ່ນດຽວກັບເລເຊີແກັສວົງແຫວນ. |
ສື່ກາງທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມ: ການເຊື່ອມໂຍງຂອງກົນຈັກຄວອນຕຳ ແລະ ວິສະວະກຳທາງດ້ານແສງ
ການເຄື່ອນໄຫວ Quantum ໃນສື່ກາງ Gain
ຕົວກາງທີ່ໄດ້ຮັບແສງແມ່ນບ່ອນທີ່ຂະບວນການພື້ນຖານຂອງການຂະຫຍາຍແສງເກີດຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເປັນປະກົດການທີ່ຝັງເລິກຢູ່ໃນກົນຈັກຄວອນຕຳ. ການພົວພັນລະຫວ່າງສະຖານະພະລັງງານ ແລະ ອະນຸພາກພາຍໃນຕົວກາງແມ່ນຖືກຄວບຄຸມໂດຍຫຼັກການຂອງການປ່ອຍແສງທີ່ຖືກກະຕຸ້ນ ແລະ ການປີ້ນກັບຂອງປະຊາກອນ. ຄວາມສຳພັນທີ່ສຳຄັນລະຫວ່າງຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງ (I), ຄວາມເຂັ້ມເບື້ອງຕົ້ນ (I0), ພາກຕັດຂວາງການປ່ຽນແປງ (σ21), ແລະ ຈຳນວນອະນຸພາກໃນລະດັບພະລັງງານສອງລະດັບ (N2 ແລະ N1) ໄດ້ຖືກອະທິບາຍໂດຍສົມຜົນ I = I0e^(σ21(N2-N1)L). ການບັນລຸການປີ້ນກັບຂອງປະຊາກອນ, ບ່ອນທີ່ N2 > N1, ແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການຂະຫຍາຍ ແລະ ເປັນພື້ນຖານຂອງຟີຊິກເລເຊີ[1].
ລະບົບສາມລະດັບ vs. ລະບົບສີ່ລະດັບ
ໃນການອອກແບບເລເຊີທີ່ໃຊ້ໄດ້ຈິງ, ລະບົບສາມລະດັບ ແລະ ສີ່ລະດັບແມ່ນຖືກນຳໃຊ້ທົ່ວໄປ. ລະບົບສາມລະດັບ, ໃນຂະນະທີ່ງ່າຍດາຍກວ່າ, ຕ້ອງການພະລັງງານຫຼາຍກວ່າເພື່ອບັນລຸການປ່ຽນແປງປະຊາກອນຍ້ອນວ່າລະດັບເລເຊີຕ່ຳກວ່າແມ່ນສະພາບພື້ນຖານ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ລະບົບສີ່ລະດັບສະເໜີເສັ້ນທາງທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າໃນການຫັນປ່ຽນປະຊາກອນເນື່ອງຈາກການເສື່ອມສະພາບທີ່ບໍ່ແມ່ນລັງສີຢ່າງໄວວາຈາກລະດັບພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນແຜ່ຫຼາຍໃນການນຳໃຊ້ເລເຊີທີ່ທັນສະໄໝ.2].
Is ແກ້ວທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງ Erbiumສື່ກາງທີ່ໄດ້ຮັບ?
ແມ່ນແລ້ວ, ແກ້ວທີ່ມີສ່ວນປະສົມຂອງ erbium ແມ່ນຕົວກາງຊະນິດໜຶ່ງທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບເລເຊີ. ໃນສະພາບການນີ້, "doping" ໝາຍເຖິງຂະບວນການເພີ່ມປະລິມານຂອງໄອອອນ erbium (Er³⁺) ໃສ່ແກ້ວ. Erbium ເປັນທາດທີ່ຫາຍາກທີ່ເມື່ອລວມເຂົ້າກັບເຈົ້າພາບແກ້ວ, ສາມາດຂະຫຍາຍແສງສະຫວ່າງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຜ່ານການກະຕຸ້ນການປ່ອຍແສງ, ເຊິ່ງເປັນຂະບວນການພື້ນຖານໃນການດຳເນີນງານຂອງເລເຊີ.
ແກ້ວທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງ Erbium ແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນດີໃນການນຳໃຊ້ໃນເລເຊີເສັ້ນໄຍ ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍ, ໂດຍສະເພາະໃນອຸດສາຫະກຳໂທລະຄົມມະນາຄົມ. ມັນເໝາະສົມກັບການນຳໃຊ້ເຫຼົ່ານີ້ ເພາະມັນຂະຫຍາຍແສງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບທີ່ຄວາມຍາວຄື້ນປະມານ 1550 nm, ເຊິ່ງເປັນຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ສຳຄັນສຳລັບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແສງ ເນື່ອງຈາກການສູນເສຍແສງຕ່ຳໃນເສັ້ນໄຍຊິລິກາມາດຕະຖານ.
ເທເອີບຽມໄອອອນດູດຊຶມແສງຂອງປັ໊ມ (ມັກຈະມາຈາກໄດໂອດເລເຊີ) ແລະ ຕື່ນເຕັ້ນກັບສະພາບພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າ. ເມື່ອພວກມັນກັບຄືນສູ່ສະພາບພະລັງງານທີ່ຕ່ຳກວ່າ, ພວກມັນປ່ອຍໂຟຕອນອອກມາທີ່ຄວາມຍາວຄື້ນເລເຊີ, ເຊິ່ງປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນຂະບວນການເລເຊີ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ແກ້ວທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງ erbium ເປັນຕົວກາງທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການອອກແບບເລເຊີ ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງຕ່າງໆ.
ບລັອກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ: ຂ່າວ - ແກ້ວທີ່ມີທາດ Erbium: ວິທະຍາສາດ ແລະ ການນຳໃຊ້
ກົນໄກການສູບນ້ຳ: ແຮງຂັບເຄື່ອນທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງເລເຊີ
ວິທີການທີ່ຫຼາກຫຼາຍເພື່ອບັນລຸການປ່ຽນແປງຂອງປະຊາກອນ
ການເລືອກກົນໄກການສູບແມ່ນສິ່ງສຳຄັນໃນການອອກແບບເລເຊີ, ເຊິ່ງມີອິດທິພົນຕໍ່ທຸກຢ່າງຕັ້ງແຕ່ປະສິດທິພາບຈົນເຖິງຄວາມຍາວຄື້ນຜົນຜະລິດ. ການສູບແສງໂດຍໃຊ້ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງພາຍນອກເຊັ່ນ: ໂຄມໄຟສາຍ ຫຼື ເລເຊີອື່ນໆ, ແມ່ນພົບເຫັນທົ່ວໄປໃນເລເຊີແບບແຂງ ແລະ ສີຍ້ອມ. ວິທີການປ່ອຍໄຟຟ້າມັກຖືກນຳໃຊ້ໃນເລເຊີອາຍແກັສ, ໃນຂະນະທີ່ເລເຊີແບບເຄິ່ງຕົວນຳມັກໃຊ້ການສີດເອເລັກຕຣອນ. ປະສິດທິພາບຂອງກົນໄກການສູບເຫຼົ່ານີ້, ໂດຍສະເພາະໃນເລເຊີແບບແຂງທີ່ສູບດ້ວຍໄດໂອດ, ໄດ້ເປັນຈຸດສຸມທີ່ສຳຄັນຂອງການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຜ່ານມາ, ເຊິ່ງສະເໜີປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມກະທັດຮັດທີ່ສູງຂຶ້ນ.3].
ການພິຈາລະນາດ້ານເຕັກນິກໃນປະສິດທິພາບຂອງການສູບນ້ຳ
ປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການສູບນ້ຳແມ່ນລັກສະນະທີ່ສຳຄັນຂອງການອອກແບບເລເຊີ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບໂດຍລວມ ແລະ ຄວາມເໝາະສົມຂອງການນຳໃຊ້. ໃນເລເຊີແບບແຂງ, ການເລືອກລະຫວ່າງໂຄມໄຟແຟດ ແລະ ໄດໂອດເລເຊີເປັນແຫຼ່ງສູບນ້ຳສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ປະສິດທິພາບ, ການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງລຳແສງ. ການພັດທະນາໄດໂອດເລເຊີທີ່ມີພະລັງງານສູງ ແລະ ປະສິດທິພາບສູງໄດ້ປະຕິວັດລະບົບເລເຊີ DPSS, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການອອກແບບມີຂະໜາດກະທັດຮັດ ແລະ ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ.4].
ຊ່ອງແສງ: ວິສະວະກຳລຳແສງເລເຊີ
ການອອກແບບຊ່ອງວ່າງ: ການດຸ່ນດ່ຽງຂອງຟີຊິກສາດ ແລະ ວິສະວະກຳ
ຊ່ອງແສງ ຫຼື ຕົວສະທ້ອນແສງ ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນອົງປະກອບແບບ passive ເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງເປັນຕົວປະກອບສ່ວນຢ່າງຫ້າວຫັນໃນການສ້າງຮູບຮ່າງຂອງລັງສີເລເຊີ. ການອອກແບບຂອງຊ່ອງແສງ ລວມທັງຄວາມໂຄ້ງ ແລະ ການຈັດລຽນຂອງກະຈົກ ມີບົດບາດສຳຄັນໃນການກຳນົດຄວາມໝັ້ນຄົງ, ໂຄງສ້າງໂໝດ ແລະ ຜົນຜະລິດຂອງເລເຊີ. ຊ່ອງແສງຕ້ອງຖືກອອກແບບມາເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍການຂະຫຍາຍແສງ ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ລວມເອົາວິສະວະກຳທາງແສງກັບແສງຄື້ນ.5.
ເງື່ອນໄຂການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ການເລືອກໂໝດ
ເພື່ອໃຫ້ການສັ່ນສະເທືອນຂອງເລເຊີເກີດຂຶ້ນ, ການເພີ່ມກຳລັງທີ່ໄດ້ຮັບຈາກຕົວກາງຕ້ອງເກີນການສູນເສຍພາຍໃນຊ່ອງ. ເງື່ອນໄຂນີ້, ບວກກັບຄວາມຕ້ອງການສຳລັບການຊ້ອນກັນຂອງຄື້ນທີ່ສອດຄ່ອງກັນ, ກຳນົດວ່າຮອງຮັບພຽງແຕ່ຮູບແບບຕາມລວງຍາວທີ່ແນ່ນອນເທົ່ານັ້ນ. ໄລຍະຫ່າງຂອງຮູບແບບ ແລະ ໂຄງສ້າງຮູບແບບໂດຍລວມແມ່ນໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກຄວາມຍາວທາງກາຍະພາບຂອງຊ່ອງ ແລະ ດັດຊະນີການຫັກເຫຂອງຕົວກາງເພີ່ມກຳລັງ[6].
ສະຫຼຸບ
ການອອກແບບ ແລະ ການເຮັດວຽກຂອງລະບົບເລເຊີກວມເອົາຫຼັກການຟີຊິກ ແລະ ວິສະວະກຳທີ່ຫຼາກຫຼາຍ. ຕັ້ງແຕ່ກົນຈັກຄວອນຕຳທີ່ຄວບຄຸມຕົວກາງຮັບແສງຈົນເຖິງວິສະວະກຳທີ່ສັບສົນຂອງຊ່ອງແສງ, ແຕ່ລະອົງປະກອບຂອງລະບົບເລເຊີມີບົດບາດສຳຄັນໃນການເຮັດວຽກໂດຍລວມຂອງມັນ. ບົດຄວາມນີ້ໄດ້ສະໜອງພາບລວມສູ່ໂລກທີ່ສັບສົນຂອງເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີ, ໂດຍສະເໜີຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ສອດຄ່ອງກັບຄວາມເຂົ້າໃຈຂັ້ນສູງຂອງອາຈານ ແລະ ວິສະວະກອນທາງດ້ານແສງໃນຂົງເຂດນີ້.
ເອກະສານອ້າງອີງ
- 1. Siegman, AE (1986). ເລເຊີ. ປຶ້ມວິທະຍາສາດມະຫາວິທະຍາໄລ.
- 2. Svelto, O. (2010). ຫຼັກການຂອງເລເຊີ. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). ວິສະວະກຳເລເຊີແບບແຂງ. Springer.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). ເລເຊີລັດແຂງແບບ Diode Pumped. ໃນປື້ມຄູ່ມືເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີ ແລະ ການນຳໃຊ້ (ເຫຼັ້ມທີ III). CRC Press.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). ຟີຊິກສາດເລເຊີ. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). ພື້ນຖານເລເຊີ. ສຳນັກພິມມະຫາວິທະຍາໄລ Cambridge.
ເວລາໂພສ: ວັນທີ 27 ພະຈິກ 2023