გამოიწერეთ ჩვენი სოციალური მედია სწრაფი პოსტისთვის
ლაზერები, თანამედროვე ტექნოლოგიის ქვაკუთხედი, ისეთივე მომხიბლავია, როგორც რთული. მათ გულში დევს უნისონში მომუშავე კომპონენტების სიმფონია, თანმიმდევრული, გამაძლიერებელი შუქის შესაქმნელად. ეს ბლოგი განიხილება ამ კომპონენტების სირთულეებში, რომელსაც მხარს უჭერს სამეცნიერო პრინციპები და განტოლებები, რათა უზრუნველყოს ლაზერული ტექნოლოგიის უფრო ღრმა გაგება.
მოწინავე შეხედულებები ლაზერული სისტემის კომპონენტებში: ტექნიკური პერსპექტივა პროფესიონალებისთვის
| კომპონენტი | ფუნქცია | მაგალითები |
| საშუალო საშუალება | მომატება საშუალო არის მასალა ლაზერში, რომელიც გამოიყენება შუქის გასაუმჯობესებლად. ეს ხელს უწყობს მსუბუქი გამაძლიერებელი მოსახლეობის ინვერსიის პროცესის და სტიმულირებული ემისიის პროცესში. მოგების საშუალო არჩევანი განსაზღვრავს ლაზერის გამოსხივების მახასიათებლებს. | მყარი მდგომარეობის ლაზერები: მაგ., ND: YAG (Neodymium-Doped Yttrium alumin Garnet), გამოიყენება სამედიცინო და სამრეწველო პროგრამებში.გაზის ლაზერები: მაგ., CO2 ლაზერები, რომლებიც გამოიყენება ჭრის და შედუღებისთვის.ნახევარგამტარული ლაზერები:მაგალითად, ლაზერული დიოდები, რომლებიც გამოიყენება ბოჭკოვანი კომუნიკაციისა და ლაზერული მაჩვენებლების დროს. |
| სატუმბი წყარო | სატუმბი წყარო უზრუნველყოფს ენერგიას მოგების საშუალებამდე, მოსახლეობის ინვერსიის მისაღწევად (მოსახლეობის ინვერსიის ენერგიის წყარო), რაც საშუალებას აძლევს ლაზერული ოპერაციას. | ოპტიკური სატუმბი: ინტენსიური მსუბუქი წყაროების გამოყენებით, როგორიცაა flashlamps, მყარი მდგომარეობის ლაზერების ჩასატარებლად.ელექტრო ტუმბო: ამაღელვებელი გაზის გაზის ლაზერებში ელექტრული დენის საშუალებით.ნახევარგამტარული სატუმბი: ლაზერული დიოდების გამოყენება მყარი მდგომარეობის ლაზერული საშუალების გასატანად. |
| ოპტიკური ღრუ | ოპტიკური ღრუ, რომელიც შედგება ორი სარკისგან, ასახავს შუქს, რომ გაზარდოს ბილიკის სიგრძე სინათლის მომატებაში, რითაც აძლიერებს სინათლის გამაძლიერებელს. იგი უზრუნველყოფს უკუკავშირის მექანიზმს ლაზერული ამპლიფიკაციისთვის, შეარჩიეთ შუქის სპექტრული და სივრცითი მახასიათებლები. | პლანტარული-პლანარული ღრუ: გამოიყენება ლაბორატორიული კვლევაში, მარტივი სტრუქტურა.პლანტარული-კონფიგურაციის ღრუ: გავრცელებულია სამრეწველო ლაზერებში, უზრუნველყოფს მაღალი ხარისხის სხივებს. ბეჭედი ღრუ: გამოიყენება ბეჭდის ლაზერების სპეციფიკურ დიზაინში, რგოლის გაზის ლაზერების მსგავსად. |
მოგების საშუალო: კვანტური მექანიკის და ოპტიკური ინჟინერია
კვანტური დინამიკა მოგების საშუალო
მოგების საშუალებაა, სადაც ხდება სინათლის გამაძლიერებელი ფუნდამენტური პროცესი, ფენომენი, რომელიც ღრმად არის ფესვები კვანტურ მექანიკაში. ენერგეტიკულ მდგომარეობებსა და ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედება რეგულირდება სტიმულირებული ემისიისა და მოსახლეობის ინვერსიის პრინციპებით. სინათლის ინტენსივობას (I), საწყის ინტენსივობას (I0), გარდამავალი ჯვრის მონაკვეთი (σ21) და ნაწილაკების რიცხვებს შორის ორი ენერგიის დონეზე (N2 და N1) შორის აღწერილია განტოლება i = i0e^(σ21 (N2-N1) L). მოსახლეობის ინვერსიის მიღწევა, სადაც N2> N1, აუცილებელია გამაძლიერებლად და არის ლაზერული ფიზიკის ქვაკუთხედი [1].
სამ დონის და ოთხ დონის სისტემების წინააღმდეგ
ლაზერული პრაქტიკული დიზაინით, ჩვეულებრივ დასაქმებულია სამ დონის და ოთხ დონის სისტემები. სამ დონის სისტემები, მიუხედავად იმისა, რომ უფრო მარტივია, უფრო მეტ ენერგიას მოითხოვს მოსახლეობის ინვერსიის მისაღწევად, რადგან ქვედა ლაზერული დონე არის მიწისქვეშა მდგომარეობა. მეორეს მხრივ, ოთხ დონის სისტემები გთავაზობთ უფრო ეფექტურ მარშრუტს მოსახლეობის ინვერსიისკენ, უფრო მაღალი ენერგეტიკული დონის სწრაფი არა რადიაციული დაშლის გამო, რაც მათ უფრო გავრცელებულია თანამედროვე ლაზერულ პროგრამებში [[2].
Is ერბიუმის დოპ-მინამოგების საშუალო?
დიახ, Erbium-Doped Glass მართლაც არის მოგების საშუალო ტიპი, რომელიც გამოიყენება ლაზერულ სისტემებში. ამ კონტექსტში, "დოპინგი" ეხება შუშის გარკვეული რაოდენობით ერბიუმის იონების (er³⁺) დამატების პროცესს. ერბიუმი იშვიათი დედამიწის ელემენტია, რომელიც შუშის მასპინძელში შედის, შეუძლია ეფექტურად გააძლიეროს შუქი სტიმულირებული ემისიის საშუალებით, ფუნდამენტური პროცესი ლაზერული ოპერაციის დროს.
Erbium-Doped მინის განსაკუთრებით აღსანიშნავია მისი გამოყენებისთვის ბოჭკოვანი ლაზერები და ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები, განსაკუთრებით სატელეკომუნიკაციო ინდუსტრიაში. იგი კარგად არის შესაფერისი ამ პროგრამებისთვის, რადგან ის ეფექტურად აძლიერებს შუქს ტალღის სიგრძეზე დაახლოებით 1550 ნმ-ზე, რაც წარმოადგენს საკვანძო ტალღის სიგრძეს ოპტიკური ბოჭკოვანი კომუნიკაციებისთვის, სტანდარტული სილიციუმის ბოჭკოებში მისი დაბალი დანაკლისის გამო.
განსაზღვრული არერბიუმიიონები შთანთქავენ ტუმბოს შუქს (ხშირად ალაზერული დიოდი) და აღფრთოვანებულნი არიან უფრო მაღალი ენერგიის მდგომარეობებით. როდესაც ისინი ბრუნდებიან უფრო დაბალ ენერგეტიკულ მდგომარეობაში, ისინი ასხივებენ ფოტონებს ლაზინგის ტალღის სიგრძეზე, რაც ხელს უწყობს ლაზერულ პროცესს. ეს ხდის ერბიუმის დოპ-დოპ-შუშას ეფექტური და ფართოდ გამოყენებული მომატება საშუალებად სხვადასხვა ლაზერული და გამაძლიერებლის დიზაინში.
დაკავშირებული ბლოგები: ახალი ამბები - ერბიუმის დოპ -მინა: მეცნიერება და პროგრამები
სატუმბი მექანიზმები: მამოძრავებელი ძალა ლაზერების უკან
მრავალფეროვანი მიდგომები მოსახლეობის ინვერსიის მისაღწევად
სატუმბი მექანიზმის არჩევანი გადამწყვეტია ლაზერული დიზაინით, რაც გავლენას ახდენს ყველაფერზე ეფექტურობიდან გამომავალი ტალღის სიგრძემდე. ოპტიკური ტუმბო, გარე შუქის წყაროების გამოყენებით, როგორიცაა flashlamps ან სხვა ლაზერები, ხშირია მყარი მდგომარეობის და საღებავის ლაზერებში. ელექტრული გამონადენის მეთოდები, როგორც წესი, გამოიყენება გაზის ლაზერებში, ხოლო ნახევარგამტარული ლაზერები ხშირად იყენებენ ელექტრონულ ინექციას. ამ სატუმბი მექანიზმების ეფექტურობა, განსაკუთრებით დიოდური ტუმბოს მყარი მდგომარეობის ლაზერებში, ბოლო კვლევების მნიშვნელოვანი ყურადღება გამახვილდა, გთავაზობთ უფრო მაღალ ეფექტურობას და კომპაქტურობას [3].
ტექნიკური მოსაზრებები სატუმბი ეფექტურობის საქმეში
სატუმბი პროცესის ეფექტურობა ლაზერული დიზაინის მნიშვნელოვანი ასპექტია, რაც გავლენას ახდენს საერთო შესრულებაზე და განაცხადის ვარგისიანობაზე. მყარი მდგომარეობის ლაზერებში, არჩევანი ფლეშლამპებსა და ლაზერულ დიოდებს შორის, როგორც ტუმბოს წყაროს შორის, შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს სისტემის ეფექტურობაზე, თერმული დატვირთვაზე და სხივის ხარისხზე. მაღალი ენერგიის, მაღალი ეფექტურობის ლაზერული დიოდების განვითარებამ რევოლუცია მოახდინა DPSS ლაზერულ სისტემებში, რაც უფრო კომპაქტურ და ეფექტურ დიზაინებს აძლევს [4].
ოპტიკური ღრუს: ლაზერული სხივის ინჟინერია
ღრუს დიზაინი: ფიზიკისა და ინჟინერიის დაბალანსებული აქტი
ოპტიკური ღრუ, ან რეზონატორი, არ არის მხოლოდ პასიური კომპონენტი, არამედ აქტიური მონაწილე ლაზერული სხივის ჩამოყალიბებაში. ღრუს დიზაინი, მათ შორის სარკეების მრუდი და გასწორება, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ლაზერის სტაბილურობის, რეჟიმის სტრუქტურისა და გამომუშავების განსაზღვრაში. ღრუს უნდა შეიქმნას ოპტიკური მოგების გასაუმჯობესებლად, ზარალის მინიმუმამდე შემცირებისას, გამოწვევა, რომელიც აერთიანებს ოპტიკურ ინჟინერიას ტალღის ოპტიკასთან5.
რხევების პირობები და რეჟიმის შერჩევა
იმისათვის, რომ მოხდეს ლაზერული რხევები, საშუალების მიერ მოწოდებული მოგება უნდა აღემატებოდეს ღრუში არსებულ ზარალს. ეს პირობა, თან ახლავს თანმიმდევრული ტალღის სუპერპოზიციის მოთხოვნას, კარნახობს, რომ მხოლოდ გრძივი რეჟიმების მხარდაჭერაა. რეჟიმის ინტერვალი და საერთო რეჟიმის სტრუქტურაზე გავლენას ახდენს ღრუს ფიზიკური სიგრძე და მოგების საშუალო რეფრაქციული მაჩვენებელი [6].
დასკვნა
ლაზერული სისტემების დიზაინი და ექსპლუატაცია მოიცავს ფიზიკისა და ინჟინერიის პრინციპების ფართო სპექტრს. კვანტური მექანიკიდან, რომელიც არეგულირებს მოგების საშუალებებს, ოპტიკური ღრუს რთულ ინჟინერიამდე, ლაზერული სისტემის თითოეული კომპონენტი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მის საერთო ფუნქციონირებაში. ამ სტატიაში მოცემულია ლაზერული ტექნოლოგიის რთულ სამყაროში და გთავაზობთ შეხედულებებს, რომლებიც რეზონანსს ასრულებს ამ სფეროში პროფესორებისა და ოპტიკური ინჟინრების მოწინავე გაგებით.
ცნობა
- 1. Siegman, AE (1986). ლაზერები. უნივერსიტეტის სამეცნიერო წიგნები.
- 2. Svelto, O. (2010). ლაზერების პრინციპები. გაზაფხული.
- 3. Koechner, W. (2006). მყარი მდგომარეობის ლაზერული ინჟინერია. გაზაფხული.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). დიოდმა ტუმბოს მყარი მდგომარეობის ლაზერები. ლაზერული ტექნოლოგიისა და პროგრამების სახელმძღვანელოში (ტომი III). CRC პრესა.
- 5. მილონი, PW, & Eberly, JH (2010). ლაზერული ფიზიკა. უილი.
- 6. Silfvast, WT (2004). ლაზერული საფუძვლები. კემბრიჯის უნივერსიტეტის პრესა.
პოსტის დრო: ნოემბერი -27-2023