Претплатите се на наше друштвене медије за брзу пошту
Ласери, камен темељац савремене технологије, фасцинантни су као и сложени. У свом срцу лежи симфонија компоненти који раде у складу да би произвели кохерентну, појачану светлост. Овај блог се уплести у интригације ових компоненти, подржаних научним принципима и једнаџбама, како би се обезбедило дубље разумевање ласерске технологије.
Напредни увиди у компоненте ласерских система: техничка перспектива за професионалце
| Компонента | Функција | Примери |
| Стећи средњи | Средње појачања је материјал у ласеру који се користи за појачавање светлости. Олакшава амплификацију светлости кроз процес инверзије становништва и стимулисана емисија. Избор средње средње вредности одређује карактеристике ласера зрачења. | Солидно-државни ласери: ЕГ, НД: ИАГ (неодимијум-допед ИТтријум алуминијумски гранат), који се користи у медицинским и индустријским апликацијама.Гасни ласери: нпр. цО2 ласери, који се користе за сечење и заваривање.Полуводички ласери:Нпр. Ласерски диоде, које се користе у оптичким оптичким комуникацијама и ласерским показивачима. |
| Извор пумпе | Извор за пумпање пружа енергију Средње средње за постизање инверзије становништва (извор енергије за инверзију становништва), омогућавајући ласерски рад. | Оптичка пумпања: Користећи интензивне светлосне изворе попут Фласхламп-ова за пумпање солидних ласера.Електрична пумпа: Узбудити гас у гасним ласерима кроз електричну струју.Полуводичка пумпа: Коришћење ласерских диода да пумпа солидну ласерску медију. |
| Оптичка шупљина | Оптичка шупљина, која се састоји од два огледала, одражава светло да повећају дужину светлости стазе у средњем средњем појачању, чиме се појачава појачало светлости. Омогућава повратни механизам за ласерско појачање, избор спектралних и просторне карактеристике светлости. | Планарна-планарна шупљина: Користи се у лабораторијским истраживањима, једноставној структури.Планарна-конкавна шупљина: Уобичајено у индустријским ласерима, пружа висококвалитетне греде. Прстена: Користи се у специфичним дизајну ласера прстена, попут прстенастих ласера. |
Средње појачања: Некус квантне механике и оптичког инжењерства
Квантна динамика у средњем стењу
Средство појачања је место где се догоди основни процес амплификације светлости, појава дубоко укорењена у квантну механику. Интеракција између енергетских држава и честица у оквиру медија регулише принципи стимулисане емисије и инверзије становништва. Критични однос између интензитета светлости (И), почетног интензитета (И0), прелазног пресека (σ21), и бројеви честица на два нивоа енергије (Н2 и Н1) описује се једнаџба И = И0Е ^ (σ21 (Н2-Н1) Л). Постизање инверзије становништва, где је Н2> Н1, од суштинског је значаја за појачање и је камен темељац ласерске физике [1].
Троурођени у односу на четири нивоа система
У практичним ласерским дизајнима, три нивоа и четири нивоа су обично запослени. Системи на три нивоа, иако је једноставнији, захтевају више енергије за постизање инверзије становништва, јер је доњи ниво ласера земља. С друге стране, системи са четири нивоа, нуде ефикаснију руту за инверзију становништва због брзог недијаторно пропадања са вишег нивоа енергије, што их чини превладавајућима у модерним ласерским апликацијама [2].
Is Ербиум-допед стаклоСредња средња?
Да, чаша допед ербијума је заиста врста стењене средње вредности која се користи у ласерским системима. У том контексту, "Допинг" се односи на поступак додавања одређене количине ербиум јона (ЕР³⁺) на чашу. Ербиум је ретки елемент Земље који је, када се уградио у стаклени домаћин, може ефикасно појачати светлост стимулисаном емисијом, основном процесу у ласерском раду.
Ербиум-допед стакло је посебно запажено за његову употребу у ласерима влакана и појурила влакна, посебно у телекомуникационој индустрији. За ове апликације је за ове апликације, јер ефикасно појачава светлост на таласним дужинама око 1550 нм, што је кључна таласна дужина за оптичку комуникацију влакана због свог ниског губитка у стандардним силитским влакнима.
ТхеербијумИони упијају лампицу пумпе (често од аЛасерска диода) и узбуђени су вишим енергетским стањима. Када се врате у нижу енергетску државу, они емитују фотоне на таласној дужини, доприносећи ласерским процесу. Ово чини ербијум-допед стакло ефикасним и широко коришћеним средњим средствима у разним ласерским и појачалоним дизајном.
Сродни блогови: Новости - Ербиум-допед стакло: Наука и апликације
Механизми за пумпање: покретачка снага ласера
Разнолики приступи постизању инверзије становништва
Избор механизма за пумпање је окретање у ласерском дизајну, утјечући на све од ефикасности до излазне таласне дужине. Оптичко пумпање, користећи спољне светлосне изворе као што су Фласхлампс или други ласери, уобичајено је у чврстом и бојим ласерима. Методе електричних пражњења обично се користе у гасним ласерима, док полуводичка ласери често користе ињекцију електрона. Ефикасност ових механизама за пумпање, посебно у диоде-пумпним чврстим ласерима, била је значајан фокус недавних истраживања, нудећи већу ефикасност и компактност [3].
Техничка разматрања у ефикасности пумпе
Ефикасност процеса пумпања је критични аспект ласерског дизајна, који утиче на укупне перформансе и примјер примене. У солид-државним ласерима, избор између Фласхламса и ласерских диода као извора пумпе може значајно утицати на ефикасност система, топлотни терет и квалитет снопа. Развој високошколске ласерских диода високог снагом је револуционирао ДПСС ласерски систем, омогућавајући компактнијим и ефикаснијим дизајном [4].
Оптичка шупљина: инжењеринг ласерски зрак
Дизајн шупљине: Закон о балансирању физике и инжењерства
Оптичка шупљина или резонатор, није само пасивна компонента, већ активни учесник у обликовању ласерског снопа. Дизајн шупљине, укључујући закривљеност и усклађивање огледала, игра пресудну улогу у одређивању стабилности, структуре начина рада и излаза ласера. Шупљина мора бити дизајнирана да побољша оптичку добитну добит, док минимизира губитке, изазов који комбинује оптичко инжењерство са таласним оптиком5.
Осцилациони услови и избор начина рада
Да би се догодила ласерска осцилација, добитак који је медијум предвиђен мора прелазити губитке у шупљини. Ово стање, заједно са захтевом за кохерентно таласно површно, диктира да су подржани само одређени уздужни модови. Утицај режим и укупна структура у режиму под утицајем физичке дужине шупљине и рефракциони индекс појачања средње6].
Закључак
Дизајн и рад ласерских система обухватају широк спектар физике и инжењерске принципе. Од квантне механике који регулише стек средњи до замршеног инжењерства оптичке шупљине, свака компонента ласерског система игра виталну улогу у својој укупној функционалности. Овај чланак је угледао у сложен свет ласерске технологије, нудећи увиде који се одјекују са напредним разумевањем професора и оптичких инжењера на терену.
Референце
- 1. Сиегман, АЕ (1986). Ласери. Универзитетске научне књиге.
- 2 Свелто, О. (2010). Принципи ласера. Спрингер.
- 3. Коецхнер, В. (2006). Ласерски инжењеринг чврстог стања. Спрингер.
- 4. Пипер, ЈА, Милени, РП (2014). Диода пумпана чврста државна ласери. У приручнику ласерске технологије и апликација (вол. Иии). ЦРЦ Пресс.
- 5. Милонни, ПВ, & Еберли, ЈХ (2010). Ласерска физика. Вилеи.
- 6 Силфваст, ВТ (2004). Ласерски темељ. Цамбридге Университи Пресс.
Вријеме поште: Нов-27-2023