Tezkor post olish uchun ijtimoiy tarmoqlarimizga obuna bo'ling
Zamonaviy texnologiyalarning tamal toshi bo'lgan lazerlar murakkab bo'lgani kabi maftunkordir. Ularning qalbida izchil, kuchaygan yorug'lik hosil qilish uchun birgalikda ishlaydigan komponentlar simfoniyasi yotadi. Ushbu blog lazer texnologiyasini chuqurroq tushunish uchun ilmiy tamoyillar va tenglamalar bilan qo'llab-quvvatlangan ushbu komponentlarning nozik tomonlarini o'rganadi.
Lazer tizimi komponentlari bo'yicha ilg'or tushunchalar: Professionallar uchun texnik istiqbol
| Komponent | Funktsiya | Misollar |
| O'rtacha daromad olish | Daromad muhiti yorug'likni kuchaytirish uchun ishlatiladigan lazerdagi materialdir. Bu populyatsiyaning inversiyasi va rag'batlantirilgan emissiya jarayoni orqali yorug'likni kuchaytirishni osonlashtiradi. Qattiqlashuv muhitini tanlash lazerning radiatsiya xususiyatlarini aniqlaydi. | Qattiq holatdagi lazerlar: masalan, Nd:YAG (Neodimiy qo'shilgan Yttrium alyuminiy granat), tibbiy va sanoat ilovalarida qo'llaniladi.Gaz lazerlari: masalan, CO2 lazerlari, kesish va payvandlash uchun ishlatiladi.Yarimo'tkazgichli lazerlar:masalan, optik tolali aloqa va lazer ko'rsatkichlarida ishlatiladigan lazer diodlari. |
| Nasos manbai | Nasos manbai lazer bilan ishlashni ta'minlovchi populyatsiya inversiyasiga erishish uchun (aholining inversiyasi uchun energiya manbai) qozonish muhitini energiya bilan ta'minlaydi. | Optik nasos: Qattiq holatdagi lazerlarni pompalash uchun chiroqlar kabi kuchli yorug'lik manbalaridan foydalanish.Elektr nasoslari: Gaz lazerlarida gazni elektr toki orqali hayajonlantirish.Yarimo'tkazgichli nasos: Qattiq holatdagi lazer muhitini pompalash uchun lazer diodlaridan foydalanish. |
| Optik bo'shliq | Ikki ko'zgudan iborat optik bo'shliq yorug'likni aks ettiradi, bu daromad muhitida yorug'likning yo'l uzunligini oshiradi va shu bilan yorug'likning kuchayishini kuchaytiradi. U yorug'likning spektral va fazoviy xususiyatlarini tanlab, lazerni kuchaytirish uchun qayta aloqa mexanizmini ta'minlaydi. | Planar-tekis bo'shliq: Laboratoriya tadqiqotlarida qo'llaniladi, oddiy tuzilish.Planar-botiq bo'shliq: Sanoat lazerlarida keng tarqalgan, yuqori sifatli nurlarni ta'minlaydi. Ring bo'shlig'i: Halqali gaz lazerlari kabi halqali lazerlarning maxsus dizaynlarida qo'llaniladi. |
Daromad vositasi: Kvant mexanikasi va optik muhandislik o'rtasidagi bog'liqlik
Daromad muhitida kvant dinamikasi
Qattiqlashuv muhiti yorug'lik kuchayishining asosiy jarayoni sodir bo'ladi, bu hodisa kvant mexanikasida chuqur ildiz otgan. Muhit ichidagi energiya holatlari va zarralar o'rtasidagi o'zaro ta'sir rag'batlantirilgan emissiya va populyatsiya inversiyasi tamoyillari bilan boshqariladi. Yorug'lik intensivligi (I), boshlang'ich intensivligi (I0), o'tish kesimi (s21) va ikkita energiya darajasidagi (N2 va N1) zarracha raqamlari o'rtasidagi kritik bog'liqlik I = I0e^ tenglama bilan tavsiflanadi. (s21(N2-N1)L). N2 > N1 bo'lgan populyatsiya inversiyasiga erishish kuchaytirish uchun zarur va lazer fizikasining asosidir[1].
Uch darajali va to'rt darajali tizimlar
Amaliy lazer dizaynlarida odatda uch va to'rt darajali tizimlar qo'llaniladi. Uch darajali tizimlar oddiyroq bo'lsa-da, populyatsiyaning inversiyasiga erishish uchun ko'proq energiya talab qiladi, chunki pastki lazer darajasi asosiy holatdir. Boshqa tomondan, to'rt darajali tizimlar yuqori energiya darajasidan tez radiatsiyaviy bo'lmagan parchalanish tufayli populyatsiyani inversiya qilish uchun yanada samarali yo'lni taklif qiladi, bu ularni zamonaviy lazer ilovalarida yanada kengroq qiladi.2].
Is Erbiy qo'shilgan shishadaromad vositasi?
Ha, erbiy qo'shilgan shisha haqiqatan ham lazer tizimlarida ishlatiladigan daromad vositasining bir turi. Shu nuqtai nazardan, "doping" shishaga ma'lum miqdorda erbiy ionlarini (Er³⁺) qo'shish jarayonini anglatadi. Erbium noyob tuproq elementi bo'lib, u shisha xostga kiritilganda lazer bilan ishlashning asosiy jarayoni bo'lgan rag'batlantirilgan emissiya orqali yorug'likni samarali ravishda kuchaytira oladi.
Erbiy qo'shilgan shisha, ayniqsa, tolali lazerlar va tolali kuchaytirgichlarda, ayniqsa telekommunikatsiya sanoatida qo'llanilishi bilan ajralib turadi. U ushbu ilovalar uchun juda mos keladi, chunki u 1550 nm atrofida to'lqin uzunliklarida yorug'likni samarali ravishda kuchaytiradi, bu standart silika tolalarida past yo'qotish tufayli optik tolali aloqa uchun asosiy to'lqin uzunligi hisoblanadi.
Theerbiyionlar nasos nurini yutadi (ko'pincha alazerli diod) va yuqori energiya holatlariga hayajonlanadi. Pastroq energiya holatiga qaytganlarida, ular lazer jarayoniga hissa qo'shib, lazer to'lqin uzunligida fotonlarni chiqaradilar. Bu erbiy qo'shilgan oynani turli lazer va kuchaytirgich dizaynlarida samarali va keng qo'llaniladigan daromad vositasiga aylantiradi.
Tegishli bloglar: Yangiliklar - Erbiy qo'shilgan shisha: fan va ilovalar
Nasos mexanizmlari: lazerlar ortidagi harakatlantiruvchi kuch
Aholi inversiyasiga erishishning turli yondashuvlari
Nasos mexanizmini tanlash lazer dizaynida muhim ahamiyatga ega bo'lib, samaradorlikdan chiqish to'lqin uzunligigacha bo'lgan hamma narsaga ta'sir qiladi. Chiroqlar yoki boshqa lazerlar kabi tashqi yorug'lik manbalaridan foydalangan holda optik nasoslar qattiq holatdagi va bo'yoq lazerlarida keng tarqalgan. Elektr zaryadsizlantirish usullari odatda gaz lazerlarida qo'llaniladi, yarimo'tkazgichli lazerlarda esa ko'pincha elektron in'ektsiyasi qo'llaniladi. Ushbu nasos mexanizmlarining samaradorligi, xususan, diodli nasosli qattiq holatdagi lazerlarda, yuqori samaradorlik va ixchamlikni ta'minlovchi so'nggi tadqiqotlarning muhim yo'nalishi bo'ldi.3].
Nasos samaradorligida texnik mulohazalar
Nasos jarayonining samaradorligi lazer dizaynining muhim jihati bo'lib, umumiy ishlash va qo'llanilishiga ta'sir qiladi. Qattiq holatdagi lazerlarda nasos manbai sifatida chiroqlar va lazer diodlari o'rtasidagi tanlov tizimning samaradorligiga, termal yukga va nur sifatiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Yuqori quvvatli, yuqori samarali lazerli diodlarning rivojlanishi DPSS lazer tizimlarini inqilob qilib, yanada ixcham va samarali dizaynlarni yaratish imkonini berdi[4].
Optik bo'shliq: lazer nurini yaratish
Bo'shliq dizayni: Fizika va muhandislikning muvozanatlash akti
Optik bo'shliq yoki rezonator nafaqat passiv komponent, balki lazer nurini shakllantirishning faol ishtirokchisidir. Bo'shliqning dizayni, shu jumladan ko'zgularning egriligi va hizalanishi lazerning barqarorligini, rejim tuzilishini va chiqishini aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Bo'shliq yo'qotishlarni minimallashtirish bilan birga optik daromadni oshirish uchun mo'ljallangan bo'lishi kerak, bu optik muhandislikni to'lqin optikasi bilan birlashtiradi.5.
Tebranish shartlari va rejimni tanlash
Lazer tebranishining paydo bo'lishi uchun vosita tomonidan taqdim etilgan daromad bo'shliq ichidagi yo'qotishlardan oshishi kerak. Ushbu shart, kogerent to'lqin superpozitsiyasi talabi bilan birgalikda, faqat ma'lum uzunlamasına rejimlarni qo'llab-quvvatlashni talab qiladi. Rejim oralig'i va umumiy rejim tuzilishiga bo'shliqning jismoniy uzunligi va daromad muhitining sinishi ko'rsatkichi ta'sir qiladi.6].
Xulosa
Lazer tizimlarini loyihalash va ishlatish fizika va muhandislik tamoyillarining keng spektrini o'z ichiga oladi. Qattiqlashuv muhitini boshqaruvchi kvant mexanikasidan tortib optik bo'shliqning murakkab muhandisligigacha lazer tizimining har bir komponenti uning umumiy funksionalligida muhim rol o'ynaydi. Ushbu maqola lazer texnologiyasining murakkab olamiga bir nazar tashlab, ushbu sohadagi professorlar va optik muhandislarning ilg'or tushunchalariga mos keladigan tushunchalarni taqdim etdi.
Ma'lumotnomalar
- 1. Siegman, AE (1986). Lazerlar. Universitet ilmiy kitoblar.
- 2. Svelto, O. (2010). Lazerlarning ishlash tamoyillari. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). Qattiq jismli lazer muhandisligi. Springer.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Diodli pompalanadigan qattiq holat lazerlari. Lazer texnologiyasi va ilovalari bo'yicha qo'llanmada (III jild). CRC matbuot.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Lazer fizikasi. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). Lazer asoslari. Kembrij universiteti matbuoti.
Xabar vaqti: 27-noyabr 2023-yil