אַבאָנירן צו אונדזער סאציאל מעדיע פֿאַר שנעלע אַרטיקלען
לאַזערס, אַ וויכטיקער טייל פֿון מאָדערנער טעכנאָלאָגיע, זענען אַזוי פֿאַרכאַפּנדיק ווי זיי זענען קאָמפּליצירט. אין זייער האַרצן ליגט אַ סימפֿאָניע פֿון קאָמפּאָנענטן וואָס אַרבעטן צוזאַמען צו פּראָדוצירן קאָהערענט, פֿאַרשטאַרקט ליכט. דער בלאָג פֿאַרטיפֿט זיך אין די קאָמפּלעקסיטעטן פֿון די קאָמפּאָנענטן, געשטיצט דורך וויסנשאַפֿטלעכע פּרינציפּן און גלייכונגען, צו געבן אַ טיפֿער פֿאַרשטאַנד פֿון לאַזער טעכנאָלאָגיע.
אַוואַנסירטע איינבליקן אין לאַזער סיסטעם קאָמפּאָנענטן: אַ טעכנישע פּערספּעקטיוו פֿאַר פּראָפעסיאָנאַלן
| קאָמפּאָנענט | פונקציע | ביישפילן |
| געווינען מיטל | דער געווינס מעדיום איז דער מאַטעריאַל אין אַ לאַזער וואָס ווערט גענוצט צו פֿאַרשטאַרקן ליכט. עס פֿאַרלייכטערט ליכט פֿאַרשטאַרקונג דורך דעם פּראָצעס פֿון פּאָפּולאַציע אינווערסיע און סטימולירטע עמיסיע. די אויסוואַל פֿון געווינס מעדיום באַשטימט די לאַזער'ס ראַדיאַציע כאַראַקטעריסטיקס. | סאָליד-שטאַט לייזערסלמשל, Nd:YAG (נעאָדימיום-דאָפּט יטריום אַלומינום גאַרנעט), גענוצט אין מעדיצינישע און אינדוסטריעלע אַפּליקאַציעס.גאַז לייזערסלמשל, CO2 לאַזערס, געניצט פֿאַר שניידן און וועַלדינג.האַלב-קאָנדוקטאָר לייזערס:למשל, לאַזער דיאָדן, געניצט אין פיברע אָפּטיק קאָמוניקאַציע און לאַזער פּוינטערס. |
| פּאָמפּע מקור | די פּאָמפּע מקור צושטעלט ענערגיע צום געווינס מעדיום צו דערגרייכן פּאָפּולאַציע אינווערסיע (די ענערגיע מקור פֿאַר פּאָפּולאַציע אינווערסיע), וואָס ערמעגליכט לאַזער אָפּעראַציע. | אָפּטיש פּאָמפּינגניצן אינטענסיווע ליכט קוועלער ווי בליץ-לאמפן צו פּאָמפּן האַרט-שטאַט לייזערס.עלעקטרישע פּאָמפּעאויפרעגן דעם גאז אין גאז לאזערס דורך עלעקטרישן שטראָם.האַלב-קאָנדוקטאָר פּאָמפּינגניצן לאַזער דיאָדעס צו פּאָמפּן די האַרט-שטאַט לאַזער מעדיום. |
| אָפּטישע קאַוואַטי | די אָפּטישע קאַוואַטי, באַשטייענדיק פֿון צוויי שפּיגלען, רעפֿלעקטירט ליכט צו פֿאַרגרעסערן די וועג-לענג פֿון ליכט אין דעם געווינס-מעדיום, דערמיט פֿאַרשטאַרקנדיק ליכט-פֿאַרשטאַרקונג. עס גיט אַ פֿידבעק-מעכאַניזם פֿאַר לאַזער-פֿאַרשטאַרקונג, אויסקלייבנדיק די ספּעקטראַלע און ספּיישאַל-אייגנשאַפֿטן פֿון ליכט. | פּלאַנאַר-פּלאַנאַר קאַוואַטיגעניצט אין לאַבאָראַטאָריע פאָרשונג, פּשוט סטרוקטור.פּלאַנאַר-קאָנקאַווע קאַוואַטיגעוויינטלעך אין אינדוסטריעלע לאַזערס, גיט הויך-קוואַליטעט שטראַלן. רינג קאַוואַטיגענוצט אין ספּעציפֿישע דיזיינס פון רינג לייזערס, ווי רינג גאַז לייזערס. |
דער געווינס מיטל: א נעקסוס פון קוואנטום מעכאניק און אפטישע אינזשעניריע
קוואַנטום דינאַמיק אין די געווינס מעדיום
דער געווינס מעדיום איז וואו דער פונדאַמענטאַלער פּראָצעס פון ליכט אַמפּליפיקאַציע פּאַסירט, אַ דערשיינונג טיף איינגעוואָרצלט אין קוואַנטום מעכאַניק. די ינטעראַקציע צווישן ענערגיע שטאַטן און פּאַרטיקלען אין דעם מעדיום ווערט רעגירט דורך די פּרינציפּן פון סטימולירטער עמיסיע און פּאָפּולאַציע ינווערסיע. די קריטישע באַציִונג צווישן דער ליכט אינטענסיטעט (I), דער ערשטיקער אינטענסיטעט (I0), דער איבערגאַנג קראָס-סעקשאַן (σ21), און די פּאַרטיקל נומערן ביי די צוויי ענערגיע לעוועלס (N2 און N1) ווערט באַשריבן דורך דער גלייכונג I = I0e^(σ21(N2-N1)L). דערגרייכן אַ פּאָפּולאַציע ינווערסיע, וואו N2 > N1, איז עסענציעל פֿאַר אַמפּליפיקאַציע און איז אַ ווינקלשטיין פון לאַזער פיזיק.1].
דריי-לעוועל קעגן פיר-לעוועל סיסטעמען
אין פּראַקטישע לאַזער דיזיינס, ווערן דריי-לעוועל און פיר-לעוועל סיסטעמען געוויינטלעך גענוצט. דריי-לעוועל סיסטעמען, כאָטש פּשוטער, דאַרפן מער ענערגיע צו דערגרייכן פּאָפּולאַציע אינווערסיע ווייל דער נידעריקער לאַזער לעוועל איז דער גרונט צושטאַנד. פיר-לעוועל סיסטעמען, פון דער אַנדערער זייט, פאָרשלאָגן אַ מער עפעקטיוון וועג צו פּאָפּולאַציע אינווערסיע צוליב דעם שנעלן נישט-שטראַלנדיקן פאַרפוילן פון דעם העכערן ענערגיע לעוועל, מאַכנדיג זיי מער פאַרשפּרייט אין מאָדערנע לאַזער אַפּליקאַציעס.2].
Is ערביום-דאָפּעד גלאָזאַ געווינס מיטל?
יא, ערביום-דאָפּירט גלאָז איז טאַקע אַ טיפּ געווינס-מעדיום וואָס ווערט גענוצט אין לאַזער סיסטעמען. אין דעם קאָנטעקסט, באַציט זיך "דאָפּינג" צום פּראָצעס פון צולייגן אַ געוויסע מאָס ערביום יאָנען (Er³⁺) צום גלאָז. ערביום איז אַ זעלטן ערד-עלעמענט וואָס, ווען עס ווערט איינגעבויט אין אַ גלאָז-באַלעבאָס, קען עפֿעקטיוו פֿאַרשטאַרקן ליכט דורך סטימולירטע עמיסיע, אַ יסודותדיקער פּראָצעס אין לאַזער אָפּעראַציע.
ערביום-דאָפּעד גלאָז איז באַזונדערס באַמערקעוודיק פֿאַר זײַן באַנוץ אין פֿאַזער לאַזערס און פֿאַזער אַמפּליפייערז, ספּעציעל אין דער טעלעקאָמוניקאַציע אינדוסטריע. עס איז גוט פּאַסיק פֿאַר די אַפּליקאַציעס ווײַל עס עפֿעקטיוו פֿאַרשטאַרקט ליכט בײַ כוואַליעלענגס אַרום 1550 נם, וואָס איז אַ שליסל כוואַליעלענג פֿאַר אָפּטישע פֿאַזער קאָמוניקאַציע צוליב זײַן נידעריקן פֿאַרלוסט אין נאָרמאַלע סיליקאַ פֿאַזערס.
דיערביוםיאָנען אַבזאָרבירן פּאָמפּע ליכט (אָפט פֿון אַלאַזער דיאָד) און ווערן אויפגערעגט צו העכערע ענערגיע שטאנדן. ווען זיי קומען צוריק צו א נידעריקערן ענערגיע שטאנד, שיקן זיי ארויס פאטאנען ביי דער לאזירונג כוואליע לענג, וואס ביישטייערט צום לאזער פראצעס. דאס מאכט ערביום-דאפט גלאז אן עפעקטיוון און ברייט גענוצטן פארשטארקונג מיטל אין פארשידענע לאזער און פארשטארקער דיזיינס.
פֿאַרבונדענע בלאָגס: נייעס - ערביום-דאָפּעד גלאָז: וויסנשאַפֿט און אַפּליקאַציעס
פּאָמפּע מעכאַניזמען: די טרייבקראַפט הינטער לייזערס
פֿאַרשידענע צוגאַנגען צו דערגרייכן באַפעלקערונג ינווערזשאַן
די אויסוואל פון פאמפן מעקאניזם איז קריטיש אין לייזער דיזיין, און האט אן איינפלוס אויף אלעס פון עפעקטיווקייט ביז ארויסגאנג כוואליע לענג. אפטישע פאמפן, ניצנדיק עקסטערנע ליכט קוועלער ווי למשל בליץ לאמפן אדער אנדערע לאזערס, איז געווענליך אין סאליד-סטעיט און פארב לאזערס. עלעקטרישע אויסלאדונג מעטאדן ווערן טיפיש גענוצט אין גאז לאזערס, בשעת האלב-קאנדוקטאר לאזערס נוצן אפט עלעקטראן אינדזשעקציע. די עפעקטיווקייט פון די פאמפן מעקאניזמען, ספעציעל אין דיאד-געפאמפטע סאליד-סטעיט לאזערס, איז געווען א באדייטנדיקער פאקוס פון פרישע פארשונג, וואס גיט העכערע עפעקטיווקייט און קאמפאקטקייט.3].
טעכנישע באַטראַכטונגען אין פּאָמפּע עפעקטיווקייט
די עפעקטיווקייט פון דעם פּאָמפּע פּראָצעס איז אַ קריטישער אַספּעקט פון לייזער פּלאַן, וואָס האָט אַן השפּעה אויף דער אַלגעמיינער פאָרשטעלונג און די פּאַסיקייט פון דער אַפּליקאַציע. אין סאָליד-שטאַט לייזערס, קען די ברירה צווישן פלאַשלאַמפּן און לייזער דיאָדן ווי אַ פּאָמפּע מקור באַדייטנד ווירקן די סיסטעם'ס עפעקטיווקייט, טערמישע לאַסט און שטראַל קוואַליטעט. די אַנטוויקלונג פון הויך-מאַכט, הויך-עפעקטיווקייט לייזער דיאָדן האָט רעוואָלוציאָנירט DPSS לייזער סיסטעמען, און דערמעגלעכט מער קאָמפּאַקטע און עפעקטיווע פּלאַנען.4].
די אָפּטישע קאַוואַטי: אינזשענירינג די לאַזער שטראַל
קאַוויטי פּלאַן: אַ באַלאַנסינג אַקט פון פיזיק און אינזשעניריע
די אָפּטישע קאַוואַטי, אדער רעזאָנאַטאָר, איז נישט נאָר אַ פּאַסיווער קאָמפּאָנענט, נאָר אַן אַקטיווער באַטייליקטער אין פֿאָרעמען דעם לאַזער שטראַל. דער פּלאַן פֿון דער קאַוואַטי, אַרייַנגערעכנט די קרומקייט און אויסריכטונג פֿון די שפּיגלען, שפּילט אַ וויכטיקע ראָלע אין באַשטימען די סטאַביליטעט, מאָדע סטרוקטור און רעזולטאַט פֿון דעם לאַזער. די קאַוואַטי מוז זיין דיזיינד צו פֿאַרבעסערן דעם אָפּטישן געווינס בשעת מינימיזירן פֿאַרלוסטן, אַ אַרויסרופן וואָס קאָמבינירט אָפּטישע אינזשעניריע מיט כוואַליע אָפּטיק.5.
אָסצילאַציע באדינגונגען און מאָדע סעלעקציע
כּדי לאַזער אָסצילאַציע זאָל פּאַסירן, מוז דער געווינס וואָס ווערט צוגעשטעלט דורך דעם מעדיום איבערשטייגן די פארלוסטן אין דער קאַוואַטי. די דאָזיקע באַדינגונג, צוזאַמען מיטן פאָדערונג פֿאַר קאָהערענטער כוואַליע סופּערפּאָזיציע, דיקטירט אַז נאָר געוויסע לאַנדזשאַטודאַנאַלע מאָדעס ווערן געשטיצט. די מאָדע ספּייסינג און די אַלגעמיינע מאָדע סטרוקטור ווערן באַאיינפלוסט דורך דער פיזישער לענג פון דער קאַוואַטי און דעם רעפראַקטיוון אינדעקס פון דעם געווינס מעדיום.6].
מסקנא
דער פּלאַן און אָפּעראַציע פון לאַזער סיסטעמען נעמט אַרום אַ ברייטן ספּעקטרום פון פיזיק און אינזשעניריע פּרינציפּן. פֿון דער קוואַנטום מעכאַניק וואָס רעגירט דעם געווינס מעדיום ביז דער קאָמפּליצירטער אינזשעניריע פון דער אָפּטישער קאַוואַטי, שפּילט יעדער קאָמפּאָנענט פון אַ לאַזער סיסטעם אַ וויכטיקע ראָלע אין זיין אַלגעמיינער פאַנגקשאַנאַליטעט. דער אַרטיקל האָט געגעבן אַ בליק אין דער קאָמפּלעקסער וועלט פון לאַזער טעכנאָלאָגיע, און אָפֿערט איינזיכטן וואָס רעזאָנירן מיט דעם אַוואַנסירטע פֿאַרשטאַנד פון פּראָפעסאָרן און אָפּטישע אינזשענירן אין דעם פעלד.
רעפֿערענצן
- 1. Siegman, AE (1986). לייזערז. אוניווערסיטעט וויסנשאַפֿט ביכער.
- 2. סוועלטאָ, אָ. (2010). פּרינציפּן פון לאַזערס. ספּרינגער.
- 3. קאָעכנער, וו. (2006). סאָליד-סטעיט לייזער אינזשעניריע. ספּרינגער.
- 4. פּייפּער, דזש.א., & מילדרען, ר.פ. (2014). דיאָד פּאַמפּט האַרט-שטאַט לאַזערס. אין האַנטבוך פון לאַזער טעכנאָלאָגיע און אַפּליקאַציעס (באַנד III). סי.סי.סי. פּרעס.
- 5. מילאני, פּי.וו., און עבערלי, דזש.ה. (2010). לאַזער פיזיק. וויילי.
- 6. זילפוואסט, וו.ט. (2004). לאַזער יסודות. קעמברידזש יוניווערסיטי פּרעס.
פּאָסט צייט: 27סטן נאוועמבער 2023