Mag -subscribe sa aming social media para sa Prompt Post
Lasers, a cornerstone of modern technology, are as fascinating as they are complex. Sa kanilang puso ay namamalagi ang isang symphony ng mga sangkap na nagtatrabaho nang magkakaisa upang makagawa ng magkakaugnay, pinalakas na ilaw. Ang blog na ito ay sumasalamin sa mga intricacy ng mga sangkap na ito, na suportado ng mga prinsipyong pang -agham at equation, upang magbigay ng mas malalim na pag -unawa sa teknolohiya ng laser.
| Sangkap | Function |
|
| Ang gain medium ay ang materyal sa isang laser na ginagamit para sa pagpapalakas ng ilaw. Pinapabilis nito ang light amplification sa pamamagitan ng proseso ng pag -iikot ng populasyon at pinasigla na paglabas. Ang pagpili ng daluyan ng pakinabang ay tumutukoy sa mga katangian ng radiation ng laser. | Gas laser: | |
| Ang mapagkukunan ng pumping ay nagbibigay ng enerhiya upang makakuha ng daluyan upang makamit ang pagbabalik ng populasyon (ang mapagkukunan ng enerhiya para sa pagbabalik ng populasyon), pagpapagana ng operasyon ng laser. | : Nakatutuwang gas sa mga laser ng gas sa pamamagitan ng electric current. | |
| Ang optical na lukab, na binubuo ng dalawang salamin, ay sumasalamin sa ilaw upang madagdagan ang haba ng landas ng ilaw sa medium na pakinabang, sa gayon ay pinapahusay ang pagpapalakas ng ilaw. Nagbibigay ito ng isang mekanismo ng feedback para sa pagpapalakas ng laser, pagpili ng spectral at spatial na mga katangian ng ilaw. | Planar-Concave Cavity |
Ang Gain Medium: Isang Nexus ng Quantum Mechanics at Optical Engineering
Ang gain medium ay kung saan nangyayari ang pangunahing proseso ng light amplification, isang kababalaghan na malalim na nakaugat sa mga mekanika ng dami. Ang pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga estado ng enerhiya at mga particle sa loob ng daluyan ay pinamamahalaan ng mga prinsipyo ng stimulated emission at pag -iikot ng populasyon. Ang kritikal na ugnayan sa pagitan ng light intensity (I), ang paunang intensity (I0), ang paglipat ng cross-section (σ21), at ang mga numero ng butil sa dalawang antas ng enerhiya (N2 at N1) ay inilarawan ng equation I = I0E^(σ21 (N2-N1) l). Ang pagkamit ng isang pag -iikot ng populasyon, kung saan ang N2> N1, ay mahalaga para sa pagpapalakas at isang pundasyon ng pisika ng laser [1].
Sa mga praktikal na disenyo ng laser, ang tatlong antas at apat na antas ng mga sistema ay karaniwang ginagamit. Ang mga three-level system, habang mas simple, ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya upang makamit ang pag-iikot ng populasyon dahil ang mas mababang antas ng laser ay ang estado ng lupa. Ang apat na antas ng mga sistema, sa kabilang banda, ay nag-aalok ng isang mas mahusay na ruta sa pag-iikot ng populasyon dahil sa mabilis na pagkabulok ng hindi radiative mula sa mas mataas na antas ng enerhiya, na ginagawang mas laganap sa mga modernong aplikasyon ng laser [2].
Is Erbium-doped glass
Oo, ang baso na doped na erbium ay talagang isang uri ng gain medium na ginagamit sa mga sistema ng laser. Sa kontekstong ito, ang "doping" ay tumutukoy sa proseso ng pagdaragdag ng isang tiyak na halaga ng mga erbium ion (ER³⁺) sa baso. Ang Erbium ay isang bihirang elemento ng lupa na, kapag isinama sa isang host ng baso, ay maaaring epektibong palakasin ang ilaw sa pamamagitan ng stimulated na paglabas, isang pangunahing proseso sa operasyon ng laser.
Ang Erbium-doped glass ay partikular na kapansin-pansin para sa paggamit nito sa mga hibla ng hibla at mga amplifier ng hibla, lalo na sa industriya ng telecommunication. Ito ay angkop para sa mga application na ito sapagkat mahusay na pinalakas ang ilaw sa mga haba ng haba ng haba ng 1550 nm, na kung saan ay isang pangunahing haba ng haba para sa mga optical fiber na komunikasyon dahil sa mababang pagkawala nito sa karaniwang mga fibers ng silica.
AngErbiumAng mga ion ay sumisipsip ng ilaw ng bomba (madalas mula sa alaser diode) at nasasabik sa mas mataas na estado ng enerhiya. Kapag bumalik sila sa isang mas mababang estado ng enerhiya, naglalabas sila ng mga photon sa haba ng haba ng lasing, na nag -aambag sa proseso ng laser. Ginagawa nitong baso ng erbium-doped na isang epektibo at malawak na ginagamit na gain medium sa iba't ibang mga disenyo ng laser at amplifier.
Mga Kaugnay na Blog: Balita - Erbium -Doped Glass: Science & Application
Mga mekanismo ng pumping: Ang puwersa sa pagmamaneho sa likod ng mga laser
Magkakaibang mga diskarte sa pagkamit ng pag -iikot ng populasyon
Ang pagpili ng mekanismo ng pumping ay pivotal sa disenyo ng laser, na nakakaimpluwensya sa lahat mula sa kahusayan hanggang sa haba ng haba. Ang optical pumping, gamit ang mga panlabas na mapagkukunan ng ilaw tulad ng mga flashlamp o iba pang mga laser, ay karaniwan sa solid-state at dye lasers. Ang mga pamamaraan ng paglabas ng elektrikal ay karaniwang ginagamit sa mga laser ng gas, habang ang mga semiconductor laser ay madalas na gumagamit ng iniksyon ng elektron. Ang kahusayan ng mga mekanismong ito ng pumping, lalo na sa mga diode-payat na solid-state laser, ay naging isang makabuluhang pokus ng kamakailang pananaliksik, na nag-aalok ng mas mataas na kahusayan at pagiging compactness [3].
Mga pagsasaalang -alang sa teknikal sa kahusayan ng pumping
Ang kahusayan ng proseso ng pumping ay isang kritikal na aspeto ng disenyo ng laser, na nakakaapekto sa pangkalahatang pagganap at pagiging angkop sa aplikasyon. Sa mga solid-state laser, ang pagpili sa pagitan ng mga flashlamp at laser diode bilang isang mapagkukunan ng bomba ay maaaring makabuluhang nakakaapekto sa kahusayan ng system, thermal load, at kalidad ng beam. Ang pag-unlad ng high-power, high-efficiency laser diode ay nagbago ng mga sistema ng laser ng DPSS, na nagpapagana ng mas compact at mahusay na disenyo [4].
Ang Optical Cavity: Engineering ang laser beam
Disenyo ng Cavity: Isang Balancing Act of Physics at Engineering
Ang optical na lukab, o resonator, ay hindi lamang isang passive na sangkap ngunit isang aktibong kalahok sa paghubog ng laser beam. Ang disenyo ng lukab, kabilang ang kurbada at pagkakahanay ng mga salamin, ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagtukoy ng katatagan, istraktura ng mode, at output ng laser. Ang lukab ay dapat na idinisenyo upang mapahusay ang optical gain habang binabawasan ang mga pagkalugi, isang hamon na pinagsasama ang optical engineering na may alon optika5.
Mga kondisyon ng oscillation at pagpili ng mode
Para maganap ang pag -oscillation ng laser, ang pakinabang na ibinigay ng daluyan ay dapat lumampas sa mga pagkalugi sa loob ng lukab. Ang kundisyong ito, kasabay ng kinakailangan para sa magkakaugnay na superposition ng alon, ay nagdidikta na ang ilang mga paayon na mga mode lamang ang suportado. Ang mode spacing at ang pangkalahatang istraktura ng mode ay naiimpluwensyahan ng pisikal na haba ng lukab at ang refractive index ng gain medium [6].
Konklusyon
Ang disenyo at operasyon ng mga sistema ng laser ay sumasaklaw sa isang malawak na spectrum ng mga prinsipyo ng pisika at engineering. Mula sa mga mekanika ng dami na namamahala sa gain medium hanggang sa masalimuot na engineering ng optical cavity, ang bawat bahagi ng isang laser system ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pangkalahatang pag -andar nito. Ang artikulong ito ay nagbigay ng isang sulyap sa kumplikadong mundo ng teknolohiya ng laser, na nag -aalok ng mga pananaw na sumasalamin sa advanced na pag -unawa sa mga propesor at optical engineers sa larangan.
Mga Sanggunian
- 1. Siegman, AE (1986). Laser. Mga Libro sa Science Science.
- 2. Svelto, O. (2010). Mga prinsipyo ng mga laser. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). Solid-State Laser Engineering. Springer.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Diode pumped solid state laser. Sa Handbook ng Laser Technology and Application (vol. III). CRC Press.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Laser Physics. Wiley.
Oras ng Mag-post: Nob-27-2023