Претплатите се на наше друштвене медије за брзу пошту
У својој суштини, ласерско пумпање је процес енергије медија да би се постигао стање у којој може да емитује ласерско светло. То се обично врши убризгавањем светлости или електричне струје у медијум, узбудљив атоми и доводи до емисије кохерентне светлости. Овај темељни процес се значајно развио од појаве првих ласера средином 20. века.
Док је често моделиран брзим једнаџбама, ласерско пумпање је у основи квантни механички процес. То укључује замршене интеракције између фотона и атомске или молекуларне структуре средњих средстава. Напредни модели сматрају појаве попут раби осцилација, што пружају више нијансирани разумевање ових интеракција.
Ласерско прљање је процес у којем се енергија, обично у облику светлости или електричне струје, испоручује средњем ласерском стењу да би подигла атоме или молекуле у вишој енергетској стањама. Овај трансфер енергије је пресудан за постизање инверзије становништва, државу у којој је више честица узбуђено него у нижој енергетској држави, омогућавајући медијуму да појача светлосну светлост путем стимулисане емисије. Процес укључује замршене квантне интеракције, често моделиране кроз једначине курса или напредније квантне механичке оквире. Кључни аспекти укључују избор извора пумпе (попут ласерских диода или пражних лампи), геометрију пумпе (бочна или крајња пумпања) и оптимизација карактеристика светлости пумпе (спектар, интензитет, квалитет снопа, поларизација) да би се ускладили са специфичним захтевима средњег средњег средње вредности. Ласерско пумпање је основно у разним ласерским типовима, укључујући чврсту, полуводичку и гас ласери и од суштинског је значаја за ефикасан и ефикасан ласерски рад.
Сорте оптички испумпаних ласера
1. солид-државни ласери са допед изолаторима
· Преглед:Ови ласери користе електрично изолирајући средњи домаћин и ослањају се на оптичко пумпање да би се енергизирале ласерско-активне јоне. Заједнички пример је неодимијум у ИАГ ласерима.
·Недавна истраживања:Студија А. Антипов и др. Расправља се на чврстом стању у близини ласера за оптичку пумпање Спин-Екцханге. Ово истраживање наглашава напредовање у ласерској технологији чврстог стања, посебно у готово инфрацрвеном спектру, који је пресудан за примене попут медицинских снимања и телекомуникација.
Даље читање:Чврсто стање у близини ласера за оптичку пумпање са спин-разменом
2 Ласери полуводича
·Опште информације: Обично електрично пумпа, полуводички ласери такође могу имати користи од оптичког пумпања, посебно у апликацијама које захтевају високу светлост, као што је вертикална спољна површина шупљине који емитују ласери (вертикални).
·Недавна дешавања: У. Келлер-ов рад на оптичким фреквенцијским чешљама од ултрафастих чврстих и полуводичких ласера пружа увид у производњу стабилних фреквенцијских чешља од диоде-пумпне чврстоће и полуводичке ласере. Ово напредовање је значајно за апликације у метрологији оптичке фреквенције.
Даље читање:Оптички фреквенцијски чешићи из ултрафастих солидних и полуводичких ласера
3. гасни ласери
·Оптичка пумпа у гасним ласерима: одређене врсте гасних ласера, попут алкалних ласерских ласера, користе оптичку пумпање. Ови ласери се често користе у апликацијама које захтевају кохерентни извори светлости са специфичним својствима.
Извори за оптичко пумпање
Празнине: Уобичајено у ласерима за пумпање лампе, за њихову снагу и широк спектар користе се лампе за пражњење и широки спектар. Иа Мандрико ет ал. Развио је модел електричне енергије импулсе генерације пражњења АРЦ-а у активним медијским оптичким пумпањем ксенонских лампе од чврстог државног ласера. Овај модел помаже оптимизирању перформанси импулсних пумпних лампи, пресудно за ефикасан ласерски рад.
Ласерски диоде:Користи се у ласерима диоде-пумпаних, ласерски диоде нуде предности попут високе ефикасности, компактне величине и способност да буду фино подешени.
Даље читање:Шта је ласерска диода?
Фласх лампе: Фласх лампе су интензивне, широко спектар светлосних извора који се обично користе за пумпање чврстоће-државних ласера, као што је Руби или НД: ИАГ ласери. Обезбеђују раскид светлости високог интензитета који узбуђује ласерски медијум.
АРЦ лампе: Слично за Фласх лампе, али дизајниране за континуирани рад, АРЦ лампе нуде стални извор интензивне светлости. Користе се у апликацијама у којима је потребан континуирани талас (ЦВ) ласерски рад.
ЛЕД-ови (Слаба емисија диоде): Иако не уобичајени као ласерски диоде, ЛЕД се може користити за оптичко пумпање у одређеним ниским апликацијама. Они су повољни због дугог живота, ниске трошкове и доступности у разним таласним дужинама.
Сунчево светло: У неким експерименталним подешавањима концентрована сунчева светлост користи се као извор пумпе за ласере соларне пумпе. Ова метода користи соларну енергију, што га чини обновљивим и економичним извором, мада је мање контролисана и мање интензивна у поређењу са вештачким изворима светлости.
Ласерски диоде повезане влакнима: То су ласерски диоде повезани са оптичким влакнима, које пружају светлост пумпе ефикасније на ласерско медиј. Ова метода је посебно корисна у ласерима влакана и у ситуацијама у којима је прецизна испорука светлости пумпе пресудна.
Остали ласери: Понекад се један ласер користи за пумпу другог. На пример, фреквенцијски удвостручен НД: ИАГ ласер може се користити за пумпање боје боје. Ова метода се често користи када су потребне специфичне таласне дужине за процес пумпе који се не постиже лако са уобичајеним изворима светлости.
Дииде-пумпани солид-државни ласерски
Почетни извор енергије: Процес започиње диодом ласером који служи као извор пумпе. Диодни ласери су изабрани за њихову ефикасност, компактне величине и способност да емитују светлост на одређеним таласним дужинама.
Светлост пумпе:Ласер диоде емитује светлост која апсорбује средњи медија за чврсти државни. Таласна дужина ласера Диоде прилагођена је да се подудара са апсорпционим карактеристикама средњег средства.
Чврсто стањеСтећи средњи
Материјал:Средња средња у ДПСС ласерима је обично чврсти материјал попут НД: ИАГ (неодимијум-допед итријум алуминијумски гранат), НД: ИВО4 (неодимијум-допед итријум ортованадат), или иб: ИАГ (ИТТТЕРБИУМ-ДОПЕД ИТТРИУМ АЛУМИНИЈСКИ ГАРНЕТ).
Допинг:Ови материјали су допед са ионима ретких земаља (попут НД или ИБ), који су активни ласерски јони.
Апсорпција и експерт за енергију:Када је ласера пумпе из диоде ласера улази у средњи медијум, иони ретке земље апсорбирају ову енергију и узбуђују се на веће енергетске државе.
Инверзија становништва
Постизање инверзије становништва:Кључ ласерске акције постиже инверзију становништва у средње вредности. То значи да је више јона у узбуђеном стању него у земљи.
Стимулисана емисија:Једном када се постигне инверзија становништва, увођење фотона који одговара енергетској разлици између узбуђених и земаља може подстаћи узбуђене јоне да се врате у земљу, емитују фотон у процесу.
Оптички резонатор
Огледала: Средство појачања је постављен унутар оптичког резонатора, који обично формира два огледала на сваком крају медија.
Повратне информације и појачање: Једно од огледала је високо рефлективно, а други делимично рефлективно. Фотони одбијају се назад и назад између ових огледала, подстичући више емисија и појачавајући светло.
Ласерска емисија
Кохерентно светло: фотони који се емитују су кохередни, што значи да су у фази и имају исту таласну дужину.
Излаз: Дјеломично рефлективно огледало омогућава да се неке од овог светла прође, формирајући ласерски сноп који излази из ласера ДПСС-а.
ГЕОМЕТРИЈСКИХ ГЕМЕРИЈА: Сиде вс. Енд Цхипкинг
Метода пумпе | Опис | Апликације | Предности | Изазови |
---|---|---|---|---|
Бочна пумпа | Светлост пумпе је увела окомито на ласерски медиј | Род или ласери влакана | Уједначена дистрибуција лампице пумпе, погодна за апликације са високим снагама | Дистрибуција неједнаког стења, доњи квалитет снопа |
Крајње пумпање | Светлост пумпе усмерене у истој оси као ласерски сноп | Солид-стате ласери попут НД: ИАГ | Дистрибуција униформе, квалитет већег снопа | Сложено поравнање, мање ефикасно расипање топлоте у ласерима са високим снагама |
ЗАХТЕВИ ЗА ЕКТИВНО Светло пумпе
Услов | Важност | Утицај / равнотежа | Додатне белешке |
---|---|---|---|
Спецтрум подобност | Таласна дужина мора да одговара апсорпционом спектру ласерског медија | Осигурава ефикасну апсорпцију и ефикасну инверзију становништва | - |
Интензитет | Мора бити довољно висок за жељени ниво узбуђења | Претежно високи интензитети могу проузроковати топлотну штету; прениско неће постићи инверзију за становништво | - |
Квалитет снопа | Посебно критично у ласерима крајњег пумпања | Осигурава ефикасну спојницу и доприноси емитирању ласерског квалитета снопа | Квалитет високог зрака је пресудан за прецизно преклапање лампица пумпе и јачина ласерских мода |
Поларизација | Потребан за медије са анисотропним својствима | Побољшава ефикасност у апсорпцији и може утицати на емитовану ласерску ласерску поларизацију | Може бити неопходна специфична држава поларизације |
Бука за интензитет | Ниски нивои буке су пресудни | Флуктуације у интензитету светлости пумпе могу утицати на квалитет и стабилност ласера | Важно за апликације које захтевају високу стабилност и прецизност |
Вријеме поште: Дец-01-2023