Біздің әлеуметтік медиаға жазылыңыз
Lasers, a cornerstone of modern technology, are as fascinating as they are complex. At their heart lies a symphony of components working in unison to produce coherent, amplified light. Бұл блог лазерлік технологияны тереңірек түсіну үшін ғылыми қағидаттар мен теңдеулермен расталған осы блог осы компоненттердің ішіне беріледі.
Лазерлік жүйенің компоненттері: мамандар үшін техникалық перспектива
| Деталь | Қызмет ету | Мысалдар |
| Орташа алу | GAIN Mасы - жарық беру үшін қолданылатын лазердегі материал. It facilitates light amplification through the process of population inversion and stimulated emission. The choice of gain medium determines the laser's radiation characteristics. | Қатты күйдегі лазерлер: Мысалы, ND: Yag (Neodymium-Doped Yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium gret), медициналық және өнеркәсіптік қосымшаларда қолданылады.Газ лазерлеріЖартылай өткізгіш лазерлер:мысалы, талшықты-оптикалық байланыс және лазерлік көрсеткіштерде қолданылатын лазерлік диодтар. |
| Сорғы көзі | Сорғы көзі лазерлік жұмыс істеуге мүмкіндік беретін популяцияны инверсияға (популяцияның энергия көзі) қол жеткізу үшін пайда мен орталыққа энергия береді. | Оптикалық сорғыЭлектр айдау: Газ лазерлеріндегі газды электр тогы арқылы қызықтырады.: Қатты күйге арналған лазерлік ортасын сорып алу үшін лазерлік диодтарды пайдалану. |
| Оптикалық қуыс | Екі айнадан тұратын оптикалық қуыс, GAIN ортасындағы жарық ұзындығын көбейту үшін жарық шағылыстырады, осылайша жеңіл күшейтуді жақсартады. It provides a feedback mechanism for laser amplification, selecting the spectral and spatial characteristics of the light. | Жоспар-планарлы қуысы: Зертханалық зерттеулерде қолданылады, қарапайым құрылым.Жоспар-конвессия қуысы: Өнеркәсіптік лазерлерде ортақ сапалы сәулелермен қамтамасыз етіледі. Қоңырау қуысы |
GAIN Mасы: Кванттық механика және оптикалық инженериядағы Nexus
Кванттық динамика, алу ортасындағы
GAIN Mасы жеңіл күшейтілген процесс жүретін жерде, феномен кванттық механикаға терең тамырланған құбылыс пайда болады. Энергетикалық мемлекеттер мен бөлшектердің өзара әрекеттесуі ортадағы бөлшектермен жүзеге асырылады, эмиссиялардың қоздырылған шығарындылары мен инверсиясы қағидаттарымен реттеледі. Жарық қарқындылығы (I), бастапқы қарқындылық (I0), ауысу қиылысының (σ21) арасындағы сыни қарым-қатынас (σ21), ал екі энергия деңгейіндегі (N2 және N1) (N2 және N1) (σ21 (N2-N1) L) теңдеуі. N2> N1-ді күшейту үшін популяция инверсиясына қол жеткізу, бұл күшейту үшін қажет және лазерлік физиканың негізі1].
In practical laser designs, three-level and four-level systems are commonly employed. Үш деңгейлі жүйелер, қарапайым, қарапайым, популяцияның инверсиясына қол жеткізу үшін көп энергия қажет, өйткені төменгі лазер деңгейі - бұл жер жағдайы. Төрт деңгейлі жүйелер, екінші деңгейлі жүйелер, екінші жағынан, жоғары энергия деңгейіндегі тез сәулелік емес ыдырауға байланысты халықты инверсиялаудың тиімді бағытын ұсынады, бұл оларды заманауи лазерлік қосымшаларда кең таралған [2].
Is Эрбий-доппен әйнек
Yes, erbium-doped glass is indeed a type of gain medium used in laser systems. In this context, "doping" refers to the process of adding a certain amount of erbium ions (Er³⁺) to the glass. Эрбиум - бұл әйнек хостына енгізілген кезде, әйнек хостына қосылған кезде, лазерлік жұмыстағы негізгі процесс арқылы жарықты тиімді күшейтеді.
Erbium-doped glass is particularly notable for its use in fiber lasers and fiber amplifiers, especially in the telecommunications industry. Ол осы қосымшаларға жақсы, өйткені ол толқын ұзындығымен жарықты 1550 нм-ді тиімді күшейтеді, бұл стандартты кремний талшықтарының аз шығынына байланысты толқын ұзындығы болып табылады.
ТаerbiumЖоғары энергетикалық мемлекеттерге толы. When they return to a lower energy state, they emit photons at the lasing wavelength, contributing to the laser process. Бұл эрбийді допталған әйнекті әр түрлі лазер мен күшейткіш дизайндарда тиімді және кеңінен қолданылатын ортадан тұрады.
The choice of pumping mechanism is pivotal in laser design, influencing everything from efficiency to output wavelength. Оптикалық сору, флэнгламптар немесе басқа лазерлер сияқты сыртқы жарық көздерін пайдалану қатты күйде және бояғыш лазерлерде жиі кездеседі. Электр ағызу әдістері әдетте газ лазерлерінде қолданылады, ал жартылай өткізгіш лазерлер электронды инъекцияны жиі қолданады. Сорғы тетіктерінің тиімділігі, әсіресе диодтық сорғыларлы қатты мемлекеттік лазерлерде, тиімділік пен ықшамдаудың маңызды бағыты болды [3].
Сорғы тиімділігіндегі техникалық пікірлер
Сорғы процесінің тиімділігі лазерлік дизайнның, жалпы өнімділікке және қолдануға жарамдылығына әсер етудің маңызды аспектісі болып табылады. Қатты күйде лазерлерде, флэш-класс және лазерлік диодтар арасындағы сорғы көзі арасындағы таңдау жүйенің тиімділігіне, жылу жүктемесіне және сәулелік сапасына айтарлықтай әсер етуі мүмкін. The development of high-power, high-efficiency laser diodes has revolutionized DPSS laser systems, enabling more compact and efficient designs[4].
Оптикалық қуыс немесе резонент, бұл тек пассивті компонент емес, сонымен қатар лазер сәулесін қалыптастыруда белсенді қатысушы емес. Қуықтың дизайны, соның ішінде қисықтық және айналар туралануы, тұрақтылықты, режим құрылымын және лазердің шығуында шешуші рөл атқарады. The cavity must be designed to enhance the optical gain while minimizing losses, a challenge that combines optical engineering with wave optics5.
Лазер тербелісі үшін ортада ұсынылған кірістер қуыстың шығындарынан асып кетуі керек. Бұл жағдай келісілген толқын суперпозициясына қойылатын талаптар тек белгілі бір бойлық режимдерге қолдау көрсетіледі. Режим аралығы мен жалпы режим құрылымына қуыстың физикалық ұзындығы және пайда болу ортасының сыну индексі әсер етеді [6].
Қорытынды
Лазерлік жүйелерді жобалау және пайдалану физика және инженерлік қағидаттардың кең спектрін қамтиды. Оптикалық қуыстың күрделі инженериясынан алатын кванттық механикадан лазерлік жүйенің әр компоненті өзінің жалпы жұмысында маңызды рөл атқарады. Бұл мақала далада профессорлар мен оптикалық инженерлер туралы тереңірек түсінумен резонанттайтын лазерлік технологияның күрделі әлеміне Glimpse ұсынды.
Сілтемелер
- 1. Сиегман, А.Е. (1986). Лазерлер. Университеттің ғылыми кітаптары.
- 2. Svelto, O. (2010). Лазерлердің принциптері. Спрингер.
- 3. Котехнер, В. (2006). Қатты мемлекеттік лазерлік инженерия. Спрингер.
- 4. Piper, JA, Mildren, RP (2014). Диодты қатты күйдегі лазерлер. Лазерлік технологиялар мен қосымшалардың анықтамалық кітабында (том. III). CRC түймесін басыңыз.
- 5. Милонни, ПВ, Эберли, Жh (2010). Лазер физикасы. Уайли.
- 6. Силфваст, Вт (2004). Лазер негіздері. Кембридж университетінің баспасөзі.
POST TIME: қараша-27-2023