Падпішыцеся на нашы сацыяльныя медыя для аператыўнага паведамлення
Па сваёй сутнасці, лазерная помпа - гэта працэс заражэння асяроддзя для дасягнення стану, у якім ён можа выпраменьваць лазернае святло. Звычайна гэта робіцца шляхам ўвядзення святла або электрычнага току ў асяроддзе, захапляльных яго атамаў і вядзе да выпраменьвання ўзгодненага святла. Гэты асноўны працэс значна развіваўся пасля з'яўлення першых лазераў у сярэдзіне 20-га стагоддзя.
Хоць часта мадэлюецца раўнаннямі хуткасці, лазерная помпа ў прынцыпе з'яўляецца квантавым механічным працэсам. Гэта ўключае ў сябе мудрагелістыя ўзаемадзеянні паміж фатонамі і атамнай або малекулярнай структурай асяроддзя ўзмацнення. Пашыраны мадэлі разглядаюць з'явы, такія як ваганні Рабі, якія забяспечваюць больш нюансаванае разуменне гэтых узаемадзеянняў.
Лазерная помпа - гэта працэс, калі энергія, як правіла, у выглядзе святла або электрычнага току, пастаўляецца да асяроддзя ўзмацнення лазера для павышэння атамаў або малекул да вышэйшых энергетычных станаў. Гэтая перадача энергіі мае вырашальнае значэнне для дасягнення інверсіі насельніцтва, стану, у якім больш часціц узрушана, чым у больш нізкім узроўні энергіі, што дазваляе асяроддзе ўзмацняць святло з дапамогай стымуляванага выпраменьвання. Працэс прадугледжвае складаныя квантавыя ўзаемадзеянні, якія часта мадэлююцца праз раўнанні хуткасці або больш прасунутыя квантавыя механічныя рамкі. Асноўныя аспекты ўключаюць выбар крыніцы помпы (напрыклад, лазерныя дыёды або разраду), геаметрыю помпы (бакавая або канцавая помпа), а таксама аптымізацыю характарыстык святла помпы (спектр, інтэнсіўнасць, якасць прамяня, палярызацыю), каб адпавядаць пэўным патрабаванням асяроддзя ўзмацнення. Лазерная помпа з'яўляецца асноўным у розных тыпах лазера, уключаючы цвёрдацельны, паўправадніковы і газавыя лазеры, і мае важнае значэнне для эфектыўнай і эфектыўнай працы лазера.
Гатункі аптычна запампоўваных лазераў
1. Цвёрдацельныя лазеры з легаванымі ізалятарамі
· Агляд:Гэтыя лазеры выкарыстоўваюць электрычна ізаляваную сераду гаспадара і абапіраюцца на аптычную прапампоўку, каб зарадзіць іёны лазерных актыўных. Распаўсюджаны прыклад - неадыма ў лазерах YAG.
·Апошнія даследаванні:Даследаванне А. Антыпава і інш. Абмяркоўвае цвёрдацельны лазер амаль IR для аптычнага помпавання спіна. Гэта даследаванне падкрэслівае прагрэс у цвёрдацельнай лазернай тэхналогіі, асабліва ў блізкім інфрачырвоным спектры, што мае вырашальнае значэнне для прымянення, такіх як медыцынская візуалізацыя і тэлекамунікацыі.
Далейшае чытанне:Цвёрдацельны лазер амаль IR для аптычнай прапампоўкі спіна
2. Паўправадніковыя лазеры
·Агульная інфармацыя: Звычайна электрычна перапампоўваецца, паўправадніковыя лазеры таксама могуць скарыстацца аптычнай прапампоўкай, асабліва ў прыкладаннях, якія патрабуюць высокай яркасці, напрыклад, вертыкальнай знешняй паверхні паражніны, якія выпраменьваюць лазеры (Vecsels).
·Апошнія распрацоўкі: Праца U. Keller па аптычнай частоце расчоскі з ультрафільмавых цвёрдацельных і паўправадніковых лазераў дае ўяўленне пра генерацыю стабільных расчоскі з цвёрдацельных і паўправадніковых лазераў. Гэта прасоўванне важнае для прымянення ў аптычнай частотнай метралогіі.
Далейшае чытанне:Аптычная частата расчоскі з ультрафільмаванага цвёрдацельнага і паўправадніковага лазера
3. Газавыя лазеры
·Аптычная помпа ў газавых лазерах: некаторыя віды газавых лазераў, такія як шчолачныя паравыя лазеры, выкарыстоўваюць аптычную помпа. Гэтыя лазеры часта выкарыстоўваюцца ў прыкладаннях, якія патрабуюць узгодненых крыніц святла з пэўнымі ўласцівасцямі.
Крыніцы для аптычнай прапампоўкі
Разраду лямпы: Звычайна ў лампаваных лазерах, разрадавыя лямпы выкарыстоўваюцца для іх высокай магутнасці і шырокага спектру. Ya Mandryko і інш. Распрацавана магутная мадэль генерацыі разраду дугі ў актыўнай носьбіта аптычнай прапампоўкі ксенонавых лямпаў цвёрдацельных лазераў. Гэтая мадэль дапамагае аптымізаваць прадукцыйнасць імпульсных запампоўкі лямпаў, важных для эфектыўнай лазернай працы.
Лазерныя дыёды:Лазерныя дыёды, якія выкарыстоўваюцца ў дыёдавых лазерах, прапануюць такія перавагі, як высокая эфектыўнасць, кампактны памер і здольнасць быць дакладна наладжаны.
Далейшае чытанне:Што такое лазерны дыёд?
Флэш -лямпы: Flash Lamps-гэта інтэнсіўныя крыніцы святла шырокага спектру, якія звычайна выкарыстоўваюцца для прапампоўкі цвёрдацельных лазераў, такіх як Ruby або ND: YAG Lasers. Яны забяспечваюць успышкі святла з высокай інтэнсіўнасцю, які ўзбуджае лазерную сераду.
Дугавыя лямпы: Падобна на флэш -лямпы, але прызначаны для бесперапыннай працы, дугавыя лямпы прапануюць стабільную крыніцу інтэнсіўнага святла. Яны выкарыстоўваюцца ў прыкладаннях, дзе патрабуецца праца бесперапыннай хвалі (CW).
Святлодыёды (святло выпраменьваюць дыёды): Хоць не так часта, як лазерныя дыёды, святлодыёды могуць быць выкарыстаны для аптычнай прапампоўкі ў пэўных прымяненнях з нізкай магутнасцю. Яны выгадныя з -за доўгага жыцця, нізкай кошту і наяўнасці ў розных даўжынях хваль.
Сонечнае святло: У некаторых эксперыментальных наладах канцэнтраванае сонечнае святло выкарыстоўвалася ў якасці крыніцы помпы для лазераў, якія тычацца сонечнага згарання. Гэты метад выкарыстоўвае сонечную энергію, што робіць яго аднаўляльнай і эканамічна эфектыўнай крыніцай, хоць ён менш кантраляваны і менш інтэнсіўны ў параўнанні з штучнымі крыніцамі святла.
Лазерныя дыёды, звязаныя з абалонінай: Гэта лазерныя дыёды, звязаныя з аптычнымі валокнамі, якія больш эфектыўна даюць святло помпы да лазернай асяроддзя. Гэты метад асабліва карысны ў лазерных лазерах і ў сітуацыях, калі дакладная дастаўка помпавага святла мае вырашальнае значэнне.
Іншыя лазеры: Часам адзін лазер выкарыстоўваецца для перапампоўкі іншага. Напрыклад, для перапампоўкі фарбавальнага лазера можа быць выкарыстаны лазер з частатой: лазер YAG. Гэты метад часта выкарыстоўваецца, калі для працэсу прапампоўкі неабходныя пэўныя даўжыні хваль, які не лёгка дасягаецца пры звычайных крыніцах святла.
Дыёд з цвёрдацельным лазерам
Першапачатковая крыніца энергіі: Працэс пачынаецца з дыёднага лазера, які служыць крыніцай помпы. Дыёдныя лазеры выбіраюцца для іх эфектыўнасці, кампактнага памеру і здольнасці выпраменьваць святло на пэўных даўжынях хваль.
Святло помпа:Дыёдны лазер выпраменьвае святло, якое паглынаецца цвёрдацельным асяроддзем узмацнення. Даўжыня хвалі дыёдавага лазера з улікам, каб адпавядаць характарыстыкам паглынання асяроддзя ўзмацнення.
Цвёрдацельны станНабярыце сярэдняе
Матэрыял:Звычайна ўзмацненне асяроддзя ў лазерах DPSS звычайна з'яўляецца цвёрдацельным матэрыялам, як ND: YAG (Neodymium-легі, граната yttrium), ND: YVO4 (Neodymium yttrium orthovanadate), або YB: YAG (YTTERBIUM, замацаваны YTTRIUM ALUMINUMINUM ALUMINUMINUMMINUMMINUMMINUM ALUMINUMINUMMINUMMINUM ALUMINUMINUMMINUMMINUMMINUM).
Допінг:Гэтыя матэрыялы легаюцца рэдкімі іёнамі (напрыклад, ND або YB), якія з'яўляюцца актыўнымі іёнамі лазера.
Паглынанне энергіі і ўзбуджэнне:Калі святло помпы з дыёднага лазера трапляе ў асяроддзе ўзмацнення, рэдкія іёны, якія паглынаюць гэтую энергію і ўзбуджаюцца з больш высокімі энергетычнымі станамі.
Інверсія насельніцтва
Дасягненне інверсіі насельніцтва:Ключом да лазернага дзеяння з'яўляецца дасягненне інверсіі насельніцтва ў асяроддзі ўзмацнення. Гэта азначае, што больш іёнаў знаходзіцца ў узбуджаным стане, чым у асноўным стане.
Стымуляваная выкід:Пасля дасягнення інверсіі папуляцыі ўвядзенне фатона, які адпавядае розніцы энергіі паміж узбуджанымі і наземнымі станамі, можа стымуляваць узбуджаныя іёны вяртання ў асноўны стан, выпраменьваючы фатон у працэс.
Аптычны рэзанатар
Люстэркі: асяроддзе ўзмацнення размяшчаецца ўнутры аптычнага рэзанатара, звычайна ўтвараецца двума люстэркамі на кожным канцы асяроддзя.
Зваротная сувязь і ўзмацненне: Адзін з люстэркаў вельмі адлюстроўвае, а другі часткова адлюстроўвае. Фатоны адскокваюць наперад і назад паміж гэтымі люстэркамі, стымулюючы больш выкідаў і ўзмацняючы святло.
Лазернае выпраменьванне
Узгодненае святло: фатоны, якія выпраменьваюцца, з'яўляюцца ўзгодненымі, гэта значыць, яны знаходзяцца ў фазе і маюць аднолькавую даўжыню хвалі.
Вывад: Часткова святлоадбівальнае люстэрка дазваляе прайсці частку гэтага святла, утвараючы лазерны прамень, які выходзіць з лазера DPSS.
Помпавыя геаметрыі: бакавы супраць канца прапампоўкі
| Метад прапампоўкі | Апісанне | Прыкладанне | Перавагі | Праблемы |
|---|---|---|---|---|
| Бакавая помпа | Святло помпа ўводзіцца перпендыкулярна лазернай асяроддзі | Стрыжань або лазерныя лазеры | Раўнамернае размеркаванне помпавага святла, прыдатнае для высокіх магутных прыкладанняў | Нераўнамернае размеркаванне ўзмацнення, нізкая якасць прамяня |
| Канец прапампоўкі | Святло помпа, накіраванае ўздоўж той жа восі, што і лазерны прамень | Цвёрдацельныя лазеры, такія як nd: yag | Раўнамернае размеркаванне ўзмацнення, больш высокая якасць прамяня | Складанае выраўноўванне, менш эфектыўнае рассейванне цяпла ў высокай магутнасці |
Патрабаванні да эфектыўнага святла помпы
| Патрабаванне | Значнасць | Уплыў/баланс | Дадатковыя нататкі |
|---|---|---|---|
| Прыдатнасць спектру | Даўжыня хвалі павінна адпавядаць спектру паглынання лазернай асяроддзя | Забяспечвае эфектыўную паглынанне і эфектыўную інверсію насельніцтва | - |
| Моц | Павінна быць дастаткова высокім для патрэбнага ўзроўню ўзбуджэння | Празмерна высокая інтэнсіўнасць можа нанесці цеплавым пашкоджаннем; Занадта нізка не дасягне інверсіі насельніцтва | - |
| Якасць прамяня | Асабліва крытычна важнае ў лазерах, якія ўпадаюць | Забяспечвае эфектыўную сувязь і спрыяе вылучэнню якасці лазернага прамяня | Якасць высокага прамяня мае вырашальнае значэнне для дакладнага перакрыцця аб'ёму помпавага і лазернага рэжыму |
| Палярызацыя | Неабходны для асяроддзя з анізатропным уласцівасцям | Павышае эфектыўнасць паглынання і можа паўплываць на выпраменьваную палярызацыю лазернага святла | Можа спатрэбіцца канкрэтны стан палярызацыі |
| Шум інтэнсіўнасці | Нізкі ўзровень шуму мае вырашальнае значэнне | Ваганні інтэнсіўнасці святла помпы могуць паўплываць на якасць і стабільнасць лазернага вываду | Важна для прыкладанняў, якія патрабуюць высокай стабільнасці і дакладнасці |
Час паведамлення: 01-2023 снежня