Langganan Media Sosial Kami Pikeun Postingan Prompt
Intina mah, pompa laser nyaéta prosés méré énergi ka hiji média pikeun ngahontal kaayaan dimana éta média bisa ngaluarkeun cahaya laser. Ieu biasana dilakukeun ku cara nyuntikkeun cahaya atawa arus listrik kana média, ngarangsang atom-atomna sarta ngabalukarkeun émisi cahaya koheren. Prosés dasar ieu geus mekar sacara signifikan saprak datangna laser munggaran dina pertengahan abad ka-20.
Sanaos sering dimodelkeun ku persamaan laju, pompa laser sacara dasarna mangrupikeun prosés mékanika kuantum. Éta ngalibatkeun interaksi anu rumit antara foton sareng struktur atom atanapi molekul tina média gain. Modél canggih mertimbangkeun fénoména sapertos osilasi Rabi, anu nyayogikeun pamahaman anu langkung rinci ngeunaan interaksi ieu.
Pompa laser nyaéta prosés dimana énergi, biasana dina bentuk cahaya atanapi arus listrik, disayogikeun ka média gain laser pikeun ngangkat atom atanapi molekulna kana kaayaan énergi anu langkung luhur. Transfer énergi ieu penting pisan pikeun ngahontal inversi populasi, kaayaan dimana langkung seueur partikel anu kaéksitasi tibatan dina kaayaan énergi anu langkung handap, anu ngamungkinkeun média pikeun nguatkeun cahaya ngalangkungan émisi anu dirangsang. Prosés ieu ngalibatkeun interaksi kuantum anu rumit, sering dimodelkeun ngalangkungan persamaan laju atanapi kerangka mékanika kuantum anu langkung maju. Aspék konci kalebet pilihan sumber pompa (sapertos dioda laser atanapi lampu debit), géométri pompa (pompa sisi atanapi tungtung), sareng optimasi karakteristik cahaya pompa (spéktrum, inténsitas, kualitas sinar, polarisasi) pikeun cocog sareng sarat khusus média gain. Pompa laser penting dina rupa-rupa jinis laser, kalebet laser solid-state, semikonduktor, sareng gas, sareng penting pikeun operasi laser anu efisien sareng efektif.
Rupa-rupa Laser anu Dipompa sacara Optik
1. Laser Solid-State kalayan Insulator anu Didoping
· Tinjauan:Laser-laser ieu nganggo média host anu ngaisolasi sacara listrik sareng ngandelkeun pompa optik pikeun ngaktifkeun ion aktif laser. Conto umum nyaéta neodymium dina laser YAG.
·Panalungtikan Anyar:Hiji panilitian ku A. Antipov et al. ngabahas laser near-IR solid-state pikeun pompa optik spin-exchange. Panilitian ieu nyorot kamajuan dina téknologi laser solid-state, khususna dina spéktrum near-infrared, anu penting pisan pikeun aplikasi sapertos pencitraan médis sareng telekomunikasi.
Bacaan Salajengna:Laser Near-IR Solid-State pikeun Pompa Optik Spin-Exchange
2. Laser Semikonduktor
·Inpormasi Umum: Biasana dipompa sacara listrik, laser semikonduktor ogé tiasa kéngingkeun kauntungan tina pompa optik, khususna dina aplikasi anu meryogikeun kacaangan anu luhur, sapertos Laser Pemancar Permukaan Rongga Éksternal Vertikal (VECSEL).
·Kamekaran Anyar: Karya U. Keller dina sisir frékuénsi optik tina laser solid-state sareng semikonduktor ultrafast masihan wawasan ngeunaan generasi sisir frékuénsi stabil tina laser solid-state sareng semikonduktor anu dipompa dioda. Kamajuan ieu penting pikeun aplikasi dina metrologi frékuénsi optik.
Bacaan Salajengna:Sisir frékuénsi optik tina laser solid-state sareng semikonduktor ultrafast
3. Laser Gas
·Pompa Optik dina Laser Gas: Sababaraha jinis laser gas, sapertos laser uap alkali, ngamangpaatkeun pompa optik. Laser ieu sering dianggo dina aplikasi anu meryogikeun sumber cahaya koheren kalayan sipat khusus.
Sumber pikeun Pompa Optik
Lampu PelepasanUmumna dina laser anu dipompa lampu, lampu debit dianggo kusabab kakuatanana anu luhur sareng spéktrum anu lega. YA Mandryko et al. ngembangkeun modél kakuatan generasi debit busur impuls dina lampu xenon pompa optik média aktif tina laser solid-state. Modél ieu ngabantosan ngaoptimalkeun kinerja lampu pompa impuls, anu penting pisan pikeun operasi laser anu efisien.
Dioda Laser:Dianggo dina laser anu dipompa dioda, dioda laser nawiskeun kaunggulan sapertos efisiensi anu luhur, ukuran anu kompak, sareng kamampuan pikeun disetel kalayan saé.
Bacaan salajengna:Naon ari dioda laser téh?
Lampu kilatLampu kilat nyaéta sumber cahaya anu kuat sareng spéktrum lega anu umumna dianggo pikeun ngompa laser solid-state, sapertos laser ruby atanapi Nd:YAG. Éta nyayogikeun semburan cahaya inténsitas tinggi anu ngarangsang média laser.
Lampu BusurSarupa jeung lampu kilat tapi dirancang pikeun operasi kontinyu, lampu busur nawarkeun sumber cahaya anu kuat. Lampu ieu dianggo dina aplikasi dimana operasi laser gelombang kontinyu (CW) diperyogikeun.
LED (Dioda Pemancar Cahaya)Sanaos henteu umum sapertos dioda laser, LED tiasa dianggo pikeun pompa optik dina aplikasi daya rendah anu tangtu. Éta nguntungkeun kusabab umurna anu panjang, biaya anu murah, sareng kasadiaan dina rupa-rupa panjang gelombang.
Sinar panonpoéDina sababaraha setelan ékspériméntal, sinar panonpoé anu pekat parantos dianggo salaku sumber pompa pikeun laser anu dipompa ku surya. Métode ieu ngamangpaatkeun énergi surya, jantenkeun sumber anu tiasa dianyari sareng hemat biaya, sanaos kirang tiasa dikontrol sareng kirang kuat dibandingkeun sareng sumber cahaya jieunan.
Dioda Laser Gandeng SeratIeu mangrupikeun dioda laser anu digandengkeun kana serat optik, anu nganteurkeun cahaya pompa langkung efisien ka média laser. Métode ieu khususna kapaké dina laser serat sareng dina kaayaan dimana pangiriman cahaya pompa anu tepat penting pisan.
Laser anu sanésKadang-kadang, hiji laser dianggo pikeun ngompa anu sanés. Salaku conto, laser Nd: YAG anu digandakeun frékuénsina tiasa dianggo pikeun ngompa laser pewarna. Métode ieu sering dianggo nalika panjang gelombang khusus diperyogikeun pikeun prosés pompa anu henteu gampang kahontal ku sumber cahaya konvensional.
Laser solid-state anu dipompa dioda
Sumber Énergi AwalProsésna dimimitian ku laser dioda, anu janten sumber pompa. Laser dioda dipilih kusabab efisiensi, ukuranana anu kompak, sareng kamampuan pikeun ngaluarkeun cahaya dina panjang gelombang anu khusus.
Lampu Pompa:Laser dioda ngaluarkeun cahaya anu diserep ku média gain solid-state. Panjang gelombang laser dioda disaluyukeun pikeun cocog sareng karakteristik panyerepan média gain.
Kaayaan padetGain Sedeng
Bahan:Médium gain dina laser DPSS biasana mangrupa bahan padet kawas Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet), Nd:YVO4 (Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate), atawa Yb:YAG (Ytterbium-doped Yttrium Aluminium Garnet).
Doping:Bahan-bahan ieu didoping ku ion logam mulia (sapertos Nd atanapi Yb), nyaéta ion laser aktif.
Nyerep Énergi sareng Éksitasi:Nalika cahaya pompa tina laser dioda asup kana média gain, ion logam mulia nyerep énergi ieu sareng kaéksitasi ka kaayaan énergi anu langkung luhur.
Inversi Populasi
Ngahontal Inversi Populasi:Konci pikeun aksi laser nyaéta ngahontal inversi populasi dina média gain. Ieu ngandung harti yén langkung seueur ion anu aya dina kaayaan tereksitasi tibatan dina kaayaan dasar.
Émisi anu dirangsang:Sakali inversi populasi kahontal, diwanohkeunana foton anu saluyu sareng bédana énergi antara kaayaan tereksitasi sareng kaayaan dasar tiasa ngarangsang ion anu tereksitasi pikeun uih deui ka kaayaan dasar, ngaluarkeun foton dina prosésna.
Resonator Optik
Eunteung: Médium gain disimpen di jero resonator optik, biasana dibentuk ku dua eunteung di unggal tungtung médium.
Eupan Balik sareng Amplifikasi: Salah sahiji eunteung téh kacida mantulna, sareng anu sanésna sabagian mantul. Foton mantul ka tukang sareng ka payun di antara eunteung-eunteung ieu, ngarangsang langkung seueur émisi sareng nguatkeun cahaya.
Émisi Laser
Cahaya Koheren: Foton anu dipancarkeun téh koheren, hartina aya dina fase sareng gaduh panjang gelombang anu sami.
Kaluaran: Eunteung anu sebagian ngagambarkeun cahaya ngamungkinkeun sabagian cahaya ieu nembus, ngabentuk sinar laser anu kaluar tina laser DPSS.
Géométri Pompa: Pompa Sisi vs. Tungtung
| Métode Pompa | Pedaran | Aplikasi | Kauntungan | Tangtangan |
|---|---|---|---|---|
| Pompa Sisi | Cahaya pompa anu diasupkeun tegak lurus kana média laser | Laser rod atanapi serat | Sebaran lampu pompa anu seragam, cocog pikeun aplikasi kakuatan tinggi | Distribusi gain anu henteu seragam, kualitas sinar anu langkung handap |
| Ngompa Tungtung | Cahaya pompa diarahkeun sapanjang sumbu anu sami sareng sinar laser | Laser solid-state sapertos Nd:YAG | Distribusi gain seragam, kualitas sinar anu langkung luhur | Pangaturan anu rumit, disipasi panas anu kirang efisien dina laser kakuatan tinggi |
Sarat pikeun Lampu Pompa anu Éféktif
| Sarat | Pentingna | Dampak/Kasaimbangan | Catetan Tambahan |
|---|---|---|---|
| Kasaluyuan Spéktrum | Panjang gelombang kudu cocog jeung spéktrum panyerepan média laser | Mastikeun panyerepan anu efisien sareng inversi populasi anu efektif | - |
| Intensitas | Kudu cukup luhur pikeun tingkat eksitasi anu dipikahoyong | Intensitas anu kaleuleuwihi tiasa nyababkeun karusakan termal; intensitas anu handap teuing moal ngahontal inversi populasi. | - |
| Kualitas Sinar | Utamana penting dina laser anu dipompa tungtung | Mastikeun kopling anu efisien sareng nyumbang kana kualitas sinar laser anu dipancarkeun | Kualitas sinar anu luhur penting pisan pikeun tumpang tindih anu tepat antara cahaya pompa sareng volume modeu laser |
| Polarisasi | Diperlukeun pikeun média anu mibanda sipat anisotropik | Ningkatkeun efisiensi panyerepan sareng tiasa mangaruhan polarisasi sinar laser anu dipancarkeun | Kaayaan polarisasi khusus panginten diperyogikeun |
| Intensitas Noise | Tingkat bising anu handap penting pisan | Fluktuasi dina inténsitas cahaya pompa tiasa mangaruhan kualitas sareng stabilitas kaluaran laser | Penting pikeun aplikasi anu meryogikeun stabilitas sareng presisi anu luhur |
Waktos posting: 01-Des-2023