Ба шабакаҳои иҷтимоии мо обуна шавед, то паёми фаврӣ гиред
Дар асл, насоси лазерӣ раванди пурқувват кардани муҳити атроф барои ноил шудан ба ҳолате мебошад, ки он метавонад нури лазерӣ барорад. Ин одатан тавассути ворид кардани рӯшноӣ ё ҷараёни электрикӣ ба муҳити атроф, ба ҳаяҷон овардани атомҳои он ва боиси паҳншавии нури когерентӣ анҷом дода мешавад. Ин раванди бунёдӣ аз замони пайдоиши лазерҳои аввал дар миёнаҳои асри 20 ба таври назаррас таҳаввул ёфт.
Гарчанде ки аксар вақт бо муодилаҳои суръат модел карда мешаванд, насоси лазерӣ аслан як раванди механикии квантӣ мебошад. Он таъсири мутақобилаи мураккаби байни фотонҳо ва сохтори атомӣ ё молекулавии муҳити фоидаро дар бар мегирад. Моделҳои пешрафта падидаҳои монанди ларзишҳои Рабиро баррасӣ мекунанд, ки фаҳмиши бештари ин таъсирҳоро таъмин мекунанд.
Насбкунии лазерӣ равандест, ки дар он энергия, маъмулан дар шакли рӯшноӣ ё ҷараёни барқ ба муҳити афзояндаи лазер барои баланд бардоштани атомҳо ё молекулаҳои он ба ҳолати баландтари энергетикӣ дода мешавад. Ин интиқоли энергия барои ноил шудан ба инверсияи популятсия муҳим аст, дар он ҳолате, ки зарраҳои бештар нисбат ба ҳолати энергияи камтар ҳаяҷоноваранд ва ба муҳити атроф имкон медиҳад, ки нурро тавассути партоби ҳавасмандкунанда афзоиш диҳад. Ин раванд таъсироти мураккаби квантиро дар бар мегирад, ки аксар вақт тавассути муодилаҳои суръат ё чаҳорчӯбаҳои механикии пешрафтаи квантӣ модел карда мешаванд. Ҷанбаҳои асосӣ интихоби манбаи насос (ба монанди диодҳои лазерӣ ё лампаҳои разряд), геометрияи насос (насоси паҳлӯӣ ё охири) ва оптимизатсияи хусусиятҳои нури насос (спектр, шиддат, сифати нур, поляризатсия) барои мувофиқат ба талаботи мушаххаси насосро дар бар мегиранд. ба даст овардани миёна. Насбкунии лазерӣ дар намудҳои гуногуни лазер, аз ҷумла лазерҳои ҳолати сахт, нимноқил ва газ муҳим аст ва барои фаъолияти самаранок ва муассири лазер муҳим аст.
Навъҳои лазерҳои оптикӣ
1. Лазерҳои ҳолати сахт бо изоляторҳои допингӣ
· Барраси:Ин лазерҳо як муҳити гармидиҳандаи барқро истифода мебаранд ва ба насоси оптикӣ такя мекунанд, то ионҳои лазерии фаъолро фаъол созанд. Мисоли маъмул неодим дар лазерҳои YAG мебошад.
·Тадқиқоти охирин:Тадкикоти А Антипов ва дигарон. Лазери наздики IR-и сахтро барои насоси оптикии чархзананда баррасӣ мекунад. Ин тадқиқот пешрафтҳои технологияи лазерии сахтро, бахусус дар спектри наздики инфрасурх, ки барои барномаҳои монанди тасвири тиббӣ ва телекоммуникатсионӣ муҳим аст, таъкид мекунад.
Хониши иловагӣ:Лазери ҳолати сахти наздики IR барои насоси оптикии Spin-Exchange
2. Лазерҳои нимноқилӣ
·Маълумоти умумӣ: Одатан, лазерҳои нимноқилӣ, ки ба таври электрикӣ насос мешаванд, инчунин метавонанд аз насоси оптикӣ баҳра баранд, алахусус дар барномаҳое, ки равшании баландро талаб мекунанд, ба монанди лазерҳои амудии берунии чуқурии берунӣ (VECSELs).
·Рушди охирин: Кори У. Келлер оид ба шонаҳои басомади оптикӣ аз лазерҳои ултратези ҳолати сахт ва нимноқилҳо дар бораи тавлиди шонаҳои басомади устувор аз лазерҳои сахти ҳолати сахт ва нимноқилҳои диодӣ фаҳмиш медиҳад. Ин пешрафт барои барномаҳо дар метрологияи басомади оптикӣ муҳим аст.
Хониши иловагӣ:Шонаҳои басомади оптикӣ аз лазерҳои ултратези ҳолати сахт ва нимноқилҳо
3. Лазерҳои газӣ
·Насоси оптикӣ дар лазерҳои газ: Намудҳои муайяни лазерҳои газ, ба монанди лазерҳои буғи ишқор, насоси оптикиро истифода мебаранд. Ин лазерҳо аксар вақт дар барномаҳое истифода мешаванд, ки манбаъҳои нури мувофиқро бо хосиятҳои мушаххас талаб мекунанд.
Сарчашмаҳо барои насоси оптикӣ
Лампаҳои разряд: Дар лазерҳои насосӣ маъмуланд, лампаҳои разряддор барои қудрати баланд ва спектри васеъ истифода мешаванд. Я.А.Мандрико ва дигарон. модели энергетикии тавлиди разряди камонҳои импулсро дар муҳити фаъоли оптикии насоси лампаҳои ксенони лазерии ҳолати сахт таҳия кардааст. Ин модел барои оптимизатсияи кори лампаҳои насосии импулсӣ, ки барои кори самараноки лазерӣ муҳим аст, кӯмак мекунад.
Диодҳои лазерӣ:Диодҳои лазерӣ, ки дар лазерҳои насосии диод истифода мешаванд, бартариҳоеро пешниҳод мекунанд, ба монанди самаранокии баланд, андозаи паймон ва қобилияти дуруст танзим кардан.
Хониши иловагӣ:диоди лазерӣ чист?
Лампаҳои флешдор: Лампаҳои флешдор сарчашмаҳои нури пуршиддат ва спектри васеъ мебошанд, ки одатан барои насоси лазерҳои ҳолати сахт, ба монанди лазерҳои рубин ё Nd:YAG истифода мешаванд. Онҳо таркиши нури пуршиддатро таъмин мекунанд, ки муҳити лазериро ба ҳаяҷон меорад.
Лампаҳои камон: Монанди лампаҳои дурахш, вале барои кори доимӣ тарҳрезӣ шудаанд, чароғҳои камонӣ манбаи устувори нури шадидро пешниҳод мекунанд. Онҳо дар барномаҳое истифода мешаванд, ки амалиёти лазерии мавҷи доимӣ (CW) лозим аст.
LEDs (диодҳои рӯшноӣ): Гарчанде ки ба мисли диодҳои лазерӣ маъмул нестанд, LED-ҳоро барои обкашии оптикӣ дар баъзе барномаҳои камқувват истифода бурдан мумкин аст. Онҳо аз сабаби умри дароз, арзиши паст ва мавҷудият дар дарозии мавҷҳои гуногун фоидаоваранд.
Нури офтоб: Дар баъзе дастгоҳҳои таҷрибавӣ, нури консентратсионии офтоб ҳамчун манбаи насос барои лазерҳои аз офтоб насосшуда истифода шудааст. Ин усул аз энергияи офтоб истифода бурда, онро ба манбаи барқароршаванда ва камхарҷ табдил медиҳад, гарчанде ки он дар муқоиса бо манбаъҳои нури сунъӣ камтар идорашаванда ва шиддатноктар аст.
Диодҳои лазерии бо нахи пайвастшуда: Инҳо диодҳои лазерӣ бо нахҳои оптикӣ мебошанд, ки нури насосро ба муҳити лазерӣ самараноктар интиқол медиҳанд. Ин усул махсусан дар лазерҳои нахи ва дар ҳолатҳое, ки интиқоли дақиқи нури насос муҳим аст, муфид аст.
Дигар лазерҳо: Баъзан як лазер барои насоси дигар истифода мешавад. Масалан, лазери басомади дучандшудаи Nd: YAG метавонад барои насоси лазери ранг истифода шавад. Ин усул аксар вақт истифода мешавад, вақте ки дарозии мавҷҳои мушаххас барои ҷараёни обкашӣ талаб карда мешавад, ки бо манбаъҳои анъанавии нур ба осонӣ ба даст оварда намешавад.
Лазери сахти диодӣ
Манбаи ибтидоии энергия: Раванд аз лазери диод оғоз мешавад, ки он ҳамчун манбаи насос хизмат мекунад. Лазерҳои диодӣ барои самаранокӣ, андозаи паймон ва қобилияти паҳн кардани нур дар дарозии мавҷҳои мушаххас интихоб карда мешаванд.
Нури насос:Лазери диодӣ нуре мебарорад, ки аз ҷониби муҳити ба даст овардани ҳолати сахт ҷаббида мешавад. Дарозии мавҷи лазери диод барои мувофиқат ба хусусиятҳои азхудкунии муҳити фоида мутобиқ карда шудааст.
Ҳолати сахтБа даст овардани миёна
Мавод:Миёнаи фоида дар лазерҳои DPSS маъмулан як маводи сахт ба монанди Nd: YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet), Nd: YVO4 (Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate) ё Yb: YAG (Yttrium Aluminium Garnet) мебошад.
Допинг:Ин маводҳо бо ионҳои камёфт (ба монанди Nd ё Yb), ки ионҳои лазерии фаъол мебошанд, омехта карда мешаванд.
Азхудкунии энергия ва ҳаяҷон:Вақте ки нури насоси лазери диод ба муҳити афзоиш ворид мешавад, ионҳои камёфт ин энергияро ба худ мегиранд ва ба ҳолати баландтари энергетикӣ ҳаяҷон мекунанд.
Инверсияи аҳолӣ
Ноил шудан ба инверсияи аҳолӣ:Калиди амали лазерӣ ноил шудан ба инверсияи аҳолӣ дар муҳити фоида мебошад. Ин маънои онро дорад, ки ионҳо назар ба ҳолати заминӣ дар ҳолати ҳаяҷоновар ҳастанд.
Эмиссияи ҳавасмандшуда:Пас аз ба даст овардани инверсияи популятсия, ворид кардани фотон, ки ба фарқияти энергияи байни ҳолати ҳаяҷонангез ва заминӣ мувофиқ аст, метавонад ионҳои ҳаяҷонбахшро барои баргаштан ба ҳолати заминӣ ҳавасманд кунад ва дар ин раванд фотон мебарорад.
Резонатори оптикӣ
Зеркалоҳо: Миёнаи фоида дар дохили резонатори оптикӣ ҷойгир карда мешавад, ки маъмулан аз ҷониби ду оина дар ҳар як охири миёна ташкил карда мешавад.
Алоқа ва тақвият: Яке аз оинаҳо хеле инъикоскунанда ва дигаре қисман инъикоскунанда аст. Фотонҳо дар байни ин оинаҳо ба пеш ва пас мепаранд, ки партобҳои бештарро ҳавасманд мекунанд ва нурро афзоиш медиҳанд.
Эмиссияи лазерӣ
Нури когерентӣ: Фотонҳои паҳншаванда когерентанд, яъне онҳо дар фаза ҳастанд ва дарозии якхела доранд.
Натиҷа: Оинаи қисман инъикоскунанда имкон медиҳад, ки як қисми ин рӯшноӣ гузарад ва нури лазерро ташкил медиҳад, ки аз лазери DPSS мебарояд.
Геометрияҳои обкашӣ: Тараф против
| Усули насос | Тавсифи | Барномаҳо | Афзалиятҳо | Мушкилот |
|---|---|---|---|---|
| Насоскунии тараф | Нури насос ба муҳити лазерӣ перпендикуляр ворид карда шудааст | Лазерҳои чӯб ё нахи | Тақсимоти якхелаи нури насос, ки барои барномаҳои пурқувват мувофиқ аст | Тақсимоти ягонаи фоида, сифати пасти нур |
| Ба охир расидани насос | Нури насос дар баробари як меҳвари нури лазер равона карда шудааст | Лазерҳои ҳолати сахт ба монанди Nd: YAG | Тақсимоти ягонаи фоида, сифати баландтари нур | Ҳамоҳангсозии мураккаб, паҳншавии гармии камтар самаранок дар лазерҳои пурқувват |
Талабот барои нури насоси самаранок
| Талабот | Муҳимият | Таъсир/Тавозуни | Қайдҳои иловагӣ |
|---|---|---|---|
| Мутобиқати спектр | Дарозии мавҷ бояд ба спектри азхудкунии муҳити лазер мувофиқат кунад | Азхудкунии самаранок ва инверсияи самараноки популятсияро таъмин мекунад | - |
| Шиддатнокй | Барои сатҳи дилхоҳи ҳаяҷон бояд кофӣ баланд бошад | Шиддатнокии аз ҳад зиёд метавонад зарари гармиро ба бор орад; хеле паст ба инверсияи аҳолӣ ноил намешавад | - |
| Сифати нур | Махсусан дар лазерҳои насоси ниҳоӣ муҳим аст | Пайвастшавии муассирро таъмин мекунад ва ба сифати нури лазерии баровардашуда мусоидат мекунад | Сифати баланди нур барои такрори дақиқи нури насос ва ҳаҷми ҳолати лазерӣ муҳим аст |
| Поляризатсия | Барои ВАО дорои хосиятҳои анизотропӣ талаб карда мешавад | Самаранокии ҷаббидаро баланд мебардорад ва метавонад ба поляризатсияи нури лазерӣ таъсир расонад | Ҳолати мушаххаси поляризатсия метавонад зарур бошад |
| Шиддати садо | Сатҳи пасти садо муҳим аст | Тағйирёбии шиддатнокии нури насос метавонад ба сифат ва устувории баромади лазер таъсир расонад | Барои барномаҳое, ки устуворӣ ва дақиқии баландро талаб мекунанд, муҳим аст |
Вақти фиристодан: Декабри 01-2023