Alabapin si Media Awujọ wa Fun Ifiweranṣẹ kiakia
Lasers, okuta igun-ile ti imọ-ẹrọ ode oni, jẹ iwunilori bi wọn ṣe jẹ eka. Ni ọkan wọn wa da simfoni kan ti awọn paati ti n ṣiṣẹ ni iṣọkan lati ṣe agbejade isokan, ina imudara. Bulọọgi yii n lọ sinu awọn intricacies ti awọn paati wọnyi, ti o ni atilẹyin nipasẹ awọn ilana imọ-jinlẹ ati awọn idogba, lati pese oye ti o jinlẹ ti imọ-ẹrọ laser.
Awọn Imọye To ti ni ilọsiwaju sinu Awọn paati Eto Laser: Iwoye Imọ-ẹrọ fun Awọn akosemose
| Ẹya ara ẹrọ | Išẹ | Awọn apẹẹrẹ |
| Gba Alabọde | Alabọde ere jẹ ohun elo ti o wa ninu ina lesa ti a lo fun imudara ina. O ṣe iranlọwọ imudara ina nipasẹ ilana ti ipadasẹhin olugbe ati itujade ti o fa. Awọn wun ti ere alabọde ipinnu awọn lesa ká Ìtọjú abuda. | Ri to-State lesa: fun apẹẹrẹ, Nd: YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet), ti a lo ninu awọn ohun elo iṣoogun ati ile-iṣẹ.Gaasi lesa: fun apẹẹrẹ, CO2 lesa, lo fun gige ati alurinmorin.Semikondokito lesa:fun apẹẹrẹ, awọn diodes laser, ti a lo ninu ibaraẹnisọrọ fiber optics ati awọn itọka laser. |
| Orisun fifa | Orisun fifa n pese agbara si alabọde ere lati ṣaṣeyọri ipadasẹhin olugbe (orisun agbara fun iyipada olugbe), ṣiṣe iṣẹ ṣiṣe laser. | Fifa opitikaLilo awọn orisun ina ti o lagbara bi awọn filasi lati fa awọn lasers ipinle to lagbara.Itanna Fifa: Moriwu gaasi ni gaasi lesa nipasẹ ina lọwọlọwọ.Semikondokito fifa: Lilo lesa diodes lati fifa awọn ri to-ipinle lesa alabọde. |
| Iho opitika | Iho opitika, ti o ni awọn digi meji, ṣe afihan ina lati mu gigun gigun ti ina ni alabọde ere, nitorinaa imudara imudara ina. O pese ẹrọ esi fun imudara lesa, yiyan iwoye ati awọn abuda aye ti ina. | Planar-Planar Iho: Lo ninu iwadi yàrá, ọna ti o rọrun.Planar-Concave Iho: Wọpọ ni awọn lasers ile-iṣẹ, pese awọn opo ti o ga julọ. Iho oruka: Ti a lo ni awọn apẹrẹ pato ti awọn laser oruka, bi awọn lasers gaasi oruka. |
Alabọde Ere naa: Nesusi ti Awọn ẹrọ iṣelọpọ kuatomu ati Imọ-ẹrọ Opitika
Kuatomu dainamiki ni Gain Medium
Alabọde ere ni ibiti ilana ipilẹ ti imudara ina ti waye, lasan kan ti fidimule jinna ninu awọn ẹrọ kuatomu. Ibaraṣepọ laarin awọn ipinlẹ agbara ati awọn patikulu laarin alabọde ni ijọba nipasẹ awọn ilana ti itujade ti o fa ati iyipada olugbe. Ibasepo to ṣe pataki laarin kikankikan ina (I), kikankikan akọkọ (I0), apakan agbelebu iyipada (σ21), ati awọn nọmba patiku ni awọn ipele agbara meji (N2 ati N1) jẹ apejuwe nipasẹ idogba I = I0e^ (σ21(N2-N1)L). Iṣeyọri ipadasẹhin olugbe, nibiti N2> N1, ṣe pataki fun imudara ati pe o jẹ okuta igun-ile ti fisiksi laser[1].
Mẹta-Level vs Mẹrin-Level Systems
Ni awọn apẹrẹ laser ti o wulo, awọn ipele mẹta ati awọn eto ipele mẹrin jẹ iṣẹ ti o wọpọ. Awọn eto ipele mẹta, lakoko ti o rọrun, nilo agbara diẹ sii lati ṣaṣeyọri ipadasẹhin olugbe bi ipele laser isalẹ jẹ ipo ilẹ. Awọn eto ipele mẹrin, ni ida keji, nfunni ni ọna ti o munadoko diẹ sii si ipadasẹhin olugbe nitori ibajẹ iyara ti kii-radiative lati ipele agbara ti o ga, ti o jẹ ki wọn wopo diẹ sii ni awọn ohun elo laser ode oni[2].
Is Erbium-doped gilasia ere alabọde?
Bẹẹni, gilasi erbium-doped jẹ nitootọ iru alabọde ere ti a lo ninu awọn eto laser. Ni aaye yii, "doping" n tọka si ilana ti fifi iye kan ti awọn ions erbium (Er³⁺) kun gilasi naa. Erbium jẹ ohun elo ilẹ ti o ṣọwọn ti, nigbati o ba dapọ si agbalejo gilasi kan, o le mu ina pọ si ni imunadoko nipasẹ itujade itusilẹ, ilana ipilẹ ni iṣẹ laser.
Gilasi Erbium-doped jẹ akiyesi pataki fun lilo rẹ ni awọn lasers okun ati awọn amplifiers okun, ni pataki ni ile-iṣẹ ibaraẹnisọrọ. O jẹ ibamu daradara fun awọn ohun elo wọnyi nitori pe o mu ina pọ si ni awọn iwọn gigun ni ayika 1550 nm, eyiti o jẹ iwọn gigun bọtini fun awọn ibaraẹnisọrọ okun opiti nitori pipadanu kekere rẹ ni awọn okun silica boṣewa.
Awọnerbiumions fa ina fifa soke (nigbagbogbo lati aẹrọ ẹlẹnu meji lesa) ati pe o ni itara si awọn ipo agbara ti o ga julọ. Nigbati nwọn pada si a kekere agbara ipinle, ti won njade lara photons ni lasing wefulenti, idasi si lesa ilana. Eyi jẹ ki gilasi erbium-doped munadoko ati alabọde ere ti a lo jakejado ni ọpọlọpọ awọn aṣa laser ati ampilifaya.
Awọn bulọọgi ti o jọmọ: Awọn iroyin - Erbium-Doped Gilasi: Imọ & Awọn ohun elo
Awọn ilana fifa: Agbara Iwakọ Lẹhin Lesa
Awọn ọna Oniruuru si Iṣeyọri Iyipada Olugbe
Yiyan ẹrọ fifa jẹ pataki ni apẹrẹ laser, ti o ni ipa ohun gbogbo lati ṣiṣe si iwọn gigun ti o wu. Fifun opiti, lilo awọn orisun ina ita gẹgẹbi awọn filaṣi tabi awọn lasers miiran, jẹ wọpọ ni ipo-ipin-lile ati awọn lasers dye. Awọn ọna itusilẹ itanna jẹ deede oojọ ti ni awọn lasers gaasi, lakoko ti awọn laser semikondokito nigbagbogbo lo abẹrẹ elekitironi. Iṣiṣẹ ti awọn ọna fifa wọnyi, ni pataki ni awọn lasers ipinlẹ ti o lagbara ti diode, ti jẹ idojukọ pataki ti iwadii aipẹ, ti n funni ni ṣiṣe ti o ga julọ ati iwapọ[3].
Awọn imọran imọ-ẹrọ ni Imudara fifa
Iṣiṣẹ ti ilana fifa jẹ abala pataki ti apẹrẹ laser, ni ipa iṣẹ ṣiṣe gbogbogbo ati ibamu ohun elo. Ni awọn lasers ipinlẹ ti o lagbara, yiyan laarin awọn filasi ati awọn diodes laser bi orisun fifa le ni ipa pataki ṣiṣe eto, fifuye gbona, ati didara tan ina. Idagbasoke ti agbara-giga, awọn diodes lesa iṣẹ ṣiṣe ti o ga ti yi awọn ọna ṣiṣe laser DPSS pada, ti n muu ṣiṣẹ iwapọ diẹ sii ati awọn aṣa to munadoko[4].
Iho opitika: Imọ-ẹrọ ti ina lesa
Apẹrẹ iho: Ofin iwọntunwọnsi ti Fisiksi ati Imọ-ẹrọ
Iho opitika, tabi resonator, kii ṣe paati palolo nikan ṣugbọn alabaṣe ti nṣiṣe lọwọ ni tito tan ina lesa. Apẹrẹ ti iho, pẹlu ìsépo ati titete awọn digi, ṣe ipa pataki ni ṣiṣe ipinnu iduroṣinṣin, igbekalẹ ipo, ati iṣelọpọ ti lesa. iho gbọdọ jẹ apẹrẹ lati mu ere opitika pọ si lakoko ti o dinku awọn adanu, ipenija ti o ṣajọpọ imọ-ẹrọ opitika pẹlu awọn opiti igbi.5.
Awọn ipo Oscillation ati Aṣayan Ipo
Fun oscillation laser lati waye, ere ti a pese nipasẹ alabọde gbọdọ kọja awọn adanu laarin iho. Ipo yii, papọ pẹlu ibeere fun ipo iṣakojọpọ igbi, paṣẹ pe awọn ipo gigun kan nikan ni atilẹyin. Aaye ipo ati igbekalẹ ipo gbogbogbo ni ipa nipasẹ gigun ti ara iho ati atọka itọka ti alabọde ere[6].
Ipari
Apẹrẹ ati iṣiṣẹ ti awọn eto ina lesa yika titobi pupọ ti fisiksi ati awọn ipilẹ imọ-ẹrọ. Lati awọn oye kuatomu ti n ṣakoso alabọde ere si imọ-ẹrọ intricate ti iho opiti, paati kọọkan ti eto laser ṣe ipa pataki ninu iṣẹ ṣiṣe gbogbogbo rẹ. Nkan yii ti pese iwoye kan sinu agbaye eka ti imọ-ẹrọ laser, nfunni ni awọn oye ti o ṣe atunṣe pẹlu oye ti ilọsiwaju ti awọn ọjọgbọn ati awọn onimọ-ẹrọ opiti ni aaye naa.
Awọn itọkasi
- 1. Siegman, AE (1986). Lesa. Awọn iwe-ẹkọ Imọ-ẹkọ University.
- 2. Svelto, O. (2010). Awọn ilana ti Lasers. Orisun omi.
- 3. Koechner, W. (2006). Ri to-State lesa Engineering. Orisun omi.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Diode fifa soke ri to State lesa. Ninu Iwe amudani ti Imọ-ẹrọ Laser ati Awọn ohun elo (Vol. III). CRC Tẹ.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Lesa fisiksi. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). Awọn ipilẹ lesa. Cambridge University Tẹ.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-27-2023