אַבאָנירן צו אונדזער געזעלשאַפטלעך מידיאַ פֿאַר פּינטלעך פּאָסטן
לייזערז, אַ קאָרנערסטאָון פון מאָדערן טעכנאָלאָגיע, זענען ווי פאַסאַנייטינג ווי זיי זענען קאָמפּלעקס. אין זייער האַרץ ליגט אַ סימפאָניע פון קאַמפּאָונאַנץ ארבעטן אין יוניסאַן צו פּראָדוצירן קאָוכיראַנט, אַמוקאַפייד ליכט. דער בלאָג דעלווז אין די ינטראַקאַסיז פון די קאַמפּאָונאַנץ, געשטיצט דורך וויסנשאפטלעכע פּרינציפּן און יקווייזשאַנז, צו צושטעלן אַ דיפּער פארשטאנד פון לאַזער טעכנאָלאָגיע.
אַוואַנסירטע ינסייץ אין לייזער סיסטעם קאַמפּאָונאַנץ: אַ טעכניש פּערספּעקטיוו פֿאַר פּראָפעססיאָנאַלס
| קאָמפּאָנענט | פונקציאָנירן | ביישפילן |
| געווינס | דער געווינס מיטל איז דער מאַטעריאַל אין אַ לאַזער געניצט פֿאַר אַמפּלאַפייינג ליכט. עס פאַסילאַטייץ ליכט אַמפּעראַפאַקיישאַן דורך דעם פּראָצעס פון באַפעלקערונג ינווערזשאַן און סטימיאַלייטאַד ימישאַן. די ברירה פון באַקומען מיטל דיטערמאַנז די ראַדיאַציע קעראַקטעריסטיקס פון לאַזער. | סאָליד-שטאַט לייזערז: למשל, ND: Yag (נעאָדימיום-דאָפּעד יטים אַלומינום גאַרנעט), געוויינט אין מעדיציניש און ינדאַסטריאַל אַפּלאַקיישאַנז.גאַז לייזערז: למשל קאָ 2 לייזערז, געוויינט פֿאַר קאַטינג און וועלדינג.סעמיקאַנדאַקטער לייזערז:למשל לאַזער דייאָדעס, געניצט אין פיברע אָפּטיקס קאָמוניקאַציע און לאַזער פּעאַטערס. |
| פּאָמפּע מקור | די פּאָמפּע מקור גיט ענערגיע צו די געווינס מיטל צו דערגרייכן באַפעלקערונג ינווערזשאַן (די ענערגיע מקור פֿאַר באַפעלקערונג ינווערזשאַן), ענייבאַלינג לאַזער אָפּעראַציע. | אָפּטיש פּאַמפּינג: ניצן טיף ליכט קוואלן ווי פלאַשלאַמפּס צו פּאָמפּע האַרט שטאַט לייזערז.עלעקטריקאַל פּאַמפּינג: יקסייטינג די גאַז אין גאַז לייזערז דורך עלעקטריש קראַנט.סעמיקאַנדאַקטער פּאַמפּינג: ניצן לאַזער דייאָדעס צו פּאָמפּע די האַרט-שטאַט לאַזער מיטל. |
| אָפּטיש קאַוואַטי | די אָפּטיש קאַוואַטי, וואָס באשטייט פון צוויי מירערז, ריפלעקס ליכט צו פאַרגרעסערן די וועג לענג פון ליכט אין די געווינס מיטל, דערמיט ענכאַנסינג ליכט אַמפּלאַפאַקיישאַן. עס פּראָווידעס אַ באַמערקונגען מעקאַניזאַם פֿאַר לאַזער אַמאַפאַפאַקיישאַן, סעלעקטינג די ספּעקטראַל און ספּיישאַל קעראַקטעריסטיקס פון די ליכט. | פּלאַנער-פּלאַנאַר קאַוואַטי: געוויינט אין לאַבאָראַטאָריע פאָרשונג, פּשוט סטרוקטור.פּלאַנער-קאָנקאַווע קאַוואַטי: געוויינטלעך אין ינדאַסטריאַל לייזערז, צושטעלן הויך-קוואַליטעט בימז. רינג קאַוואַטי: געוויינט אין ספּעציפיש דיזיינז פון רינג לייזערז, ווי רינג גאַז לייזערז. |
די געווינס מעדיע: א נעקסוס פון קוואַנטום מאַקאַניקס און אָפּטיש ינזשעניעריע
קוואַנטום דינאַמיק אין די געווינס מיטל
דער געווינס מיטל איז ווו די פונדאַמענטאַל פּראָצעס פון ליכט אַמפּלאַפאַקיישאַן אַקערז, אַ דערשיינונג דיפּלי איינגעווארצלט אין קוואַנטום מאַקאַניקס. די ינטעראַקשאַן צווישן ענערגיע שטאַטן און פּאַרטיקאַלז זענען גאַווערנד דורך די פּרינסאַפּאַלז פון סטימיאַלייטאַד ימישאַן און באַפעלקערונג ינווערזשאַן. די קריטיש שייכות צווישן די ליכט ינטענסיטי (i), די ערשט ינטענסיטי (I0), די יבערגאַנג קרייַז-אָפּטיילונג (σ21), און די פּאַרטאַקאַל נומערן אין די צוויי ענערגיע לעוועלס (N1) איז דיסקרייבד דורך די יקווייזשאַן i = I0E * (σe ^ (σ21 (σ21 (σ21 (σ21 (σ21 (σ21 (σ21 (σ 1). דערגרייכן אַ באַפעלקערונג פון דער באַפעלקערונג, ווו N2> N1, איז יקערדיק פֿאַר אַמפּלאַפאַקיישאַן און איז אַ קאָרנערסטאָון פון לאַזער פיזיק [1].
דריי-הייך ווס. פיר-מדרגה סיסטעמען
אין פּראַקטיש לייזער דיזיינז, דריי-מדרגה און פיר-מדרגה סיסטעמען זענען אָפט אָנגעשטעלט. דריי-מדרגה סיסטעמען, בשעת סימפּלער, דאַרפן מער ענערגיע צו דערגרייכן די באַפעלקערונג ינווערזשאַן ווי דער נידעריקער לאַזער. פאָרשלאָגן אַ מער עפעקטיוו מאַרשרוט צו די באַפעלקערונג פון פיר-מדרגה, פאָרשלאָגן אַ מער עפעקטיוו מאַרשרוט צו דער באַפעלקערונג ינווערזשאַן רעכט צו דער גיך ניט-ראַדיאַטיווע פאַרפוילן פון די העכער ענערגיע מדרגה, אַזוי זיי מער פאַרשפּרייט אין מאָדערן לאַזער אַפּלאַקיישאַנז [2].
Is ERBIUM-Doped גלאזאַ געווינס מיטל?
יאָ, ערביום-דאָופּט גלאז איז טאַקע אַ טיפּ פון מאַכט מיטל געניצט אין לאַזער סיסטעמען. אין דעם קאָנטעקסט, "דאָפּינג" רעפערס צו דעם פּראָצעס פון אַדישאַן צו אַ זיכער סומע פון ערביום ייאַנז (ער ³⁺) צו די גלאז. ערביום איז אַ זעלטן ערד עלעמענט אַז, ווען ינקאָרפּערייטיד אין אַ גלאז באַלעבאָס, קענען יפעקטיוולי פאַרגיטיקונג ליכט דורך סטימיאַלייטיד ימישאַן, אַ פונדאַמענטאַל פּראָצעס אין לאַזער אָפּעראַציע.
ערביום-דאַפּט גלאז איז דער הויפּט נאָוטאַבאַל פֿאַר זייַן נוצן אין פיברע לייזערז און פיברע אַמפּלאַפייערז, ספּעציעל אין די טעלאַקאַמיונאַקיישאַנז אינדוסטריע. עס איז געזונט-פּאַסיק פֿאַר די אַפּלאַקיישאַנז ווייַל עס יפעקטיוולי אַמפּלאַפייז ליכט ביי ווייוולענגטס אַרום 1550 נם, וואָס איז אַ שליסל ווייוולענגט פֿאַר אָפּטיש פיברע קאָמוניקאַציע רעכט צו זיין נידעריק אָנווער אין נאָרמאַל סילאַק.
דיErbiumייאַנז אַרייַנציען פּאָמפּע ליכט (אָפט פון אַלאַזער דייאַד) און זענען יקסייטאַד צו העכער ענערגיע שטאַטן. ווען זיי צוריקקומען צו אַ נידעריקער ענערגיע שטאַט, זיי אַרויסלאָזן פאָטאָנס אין די לאַסינג ווייוולענגט, קאַנטריביוטינג צו די לאַזער פּראָצעס. דאָס מאכט ערביום-דאַפּט גלאז אַ עפעקטיוו און וויידלי געוויינט געווינס מיטל אין פאַרשידן לאַזער און אַמפּלאַפייער דיזיינז.
פֿאַרבונדענע בלאָגס: נייַעס - ערביום-דאַפּט גלאז: וויסנשאַפֿט & אַפּלאַקיישאַנז
פּאַמפּינג מעקאַניזאַמז: די דרייווינג קראַפט הינטער לייזערז
דייווערס אַפּראָוטשיז צו דערגרייכן רעגיסטראַציע ינווערזשאַן
די ברירה פון פּאָמפּע מעקאַניזאַם איז פּיוואָטאַל אין לאַזער פּלאַן, ינפלואַנסינג אַלץ פון עפעקטיווקייַט צו רעזולטאַט ווייוולענגט. אָפּטיש פּאַמפּינג, ניצן פונדרויסנדיק ליכט קוואלן אַזאַ ווי פלאַשלאַמפּס אָדער אנדערע לייזערז, איז געוויינטלעך אין האַרט-שטאַט און פאַרב לייזערז. עלעקטריקאַל אָפּזאָגן מעטהאָדס זענען טיפּיקלי באנוצט אין גאַז לייזערז, בשעת די סעמיקאַנדאַקטער לייזערז אָפט נוצן עלעקטאָן ינדזשעקשאַן. די עפעקטיווקייַט פון די פּאַמפּינג מעקאַניזאַמז, דער הויפּט אין דייאָוד-פּאַמפּט האַרט שטאַט לייזערז, איז געווען אַ באַטייַטיק פאָקוס פון פריש פאָרשונג, וואָס אָפפערס העכער עפעקטיווקייַט און קאַמפּאַקטנאַס [3].
טעכניש קאַנסידעריישאַנז אין פּאָמפּע עפעקטיווקייַט
די עפעקטיווקייַט פון די פּאַמפּינג פּראָצעס איז אַ קריטיש אַספּעקט פון לאַזער פּלאַן, ימפּאַקטינג קוילעלדיק פאָרשטעלונג און אַפּלאַקיישאַן סוטאַביליטי. אין האַרט שטאַט לייזערז, די ברירה צווישן פלאַשליפּס און לאַזער דייאָדעס ווי אַ פּאָמפּע מקור קענען באטייטיק ווירקן די עפעקטיווקייַט פון די סיסטעם, טערמאַל מאַסע און שטראַל קוואַליטעט. די אַנטוויקלונג פון הויך מאַכט, הויך-עפעקטיווקייַט לאַזער דייאָדלעס האט רעוואַלושאַנייזד דפּסס לייזער סיסטעמען, אַלאַוינג מער סאָליד און עפעקטיוו דיזיינז [4].
אָפּטיש קאַוואַטי: אינזשעניריע. די לאַזער שטראַל
קאַוואַטי פּלאַן: אַ באַלאַנסינג אַקט פון פיזיק און ינזשעניעריע
די אָפּטיש קאַוואַטי, אָדער רעסאָנאַטאָר, איז ניט נאָר אַ פּאַסיוו קאָמפּאָנענט אָבער אַן אַקטיוו באַטייליקטער אין פורעמונג די לאַזער שטראַל. דער פּלאַן פון די קאַוואַטי, אַרייַנגערעכנט די קערוואַטשער און אַליינמאַנט פון די מירערז, פיעסעס אַ קריטיש ראָלע אין דיטערמאַנינג די פעסטקייַט, מאָדע סטרוקטור, און רעזולטאַט פון די לאַזער. די קאַוואַטי מוזן זיין דיזיינד צו פאַרבעסערן די אָפּטיש געווינען בשעת מינאַמייזינג לאָססעס, אַ אַרויסרופן וואָס קאַמביינז אָפּטיש ינזשעניעריע מיט כוואַליע אָפּטיקס5.
אַסאַליישאַן טנאָים און מאָדע סעלעקציע
פֿאַר לאַזער אַסאַליישאַן זאָל פּאַסירן, די געווויס צוגעשטעלט די מיטל מוזן יקסיד די לאָססעס אין די קאַוואַטי. דעם צושטאַנד, קאַפּאַלד מיט די פאָדערונג פֿאַר קאָוכיראַנט וואַווע סופּערפּאָסיטיאָן, דיקטייץ אַז בלויז זיכער לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדעס זענען געשטיצט. די מאָדע ספּייסינג און די קוילעלדיק מאָדע סטרוקטור זענען ינפלואַנסט דורך די גשמיות לענג פון די קאַוואַטי און די רעפראַקטיווע אינדעקס פון די געווינס מיטל [6].
ויסלאָז
דער פּלאַן און אָפּעראַציע פון לייזער סיסטעמען אַרייַנציען אַ ברייט ספּעקטרום פון פיזיק און ינזשעניעריע פּרינסאַפּאַלז. פון די קוואַנטום מאַקאַניקס וואָס רעגינג די געווינס מיטל צו די ינטראַקאַט ינזשעניעריע פון די אָפּטיש קאַוואַטי, יעדער קאָמפּאָנענט פון אַ לאַזער סיסטעם פיעסעס אַ וויטאַל ראָלע אין די קוילעלדיק פאַנגקשאַנאַליטי. דער אַרטיקל האט צוגעשטעלט אַ בליק אין די קאָמפּלעקס וועלט פון לאַזער טעכנאָלאָגיע, פאָרשלאָגן ינסייץ וואָס ריזאַנייט מיט די אַוואַנסירטע פארשטאנד פון פּראָפעססאָרס און אָפּטיש ענדזשאַנירז אין דעם פעלד.
באַווייַזן
- 1. Siegman, AE (1986). לייזערז. אוניווערסיטעט וויסנשאַפֿט ביכער.
- 2. סוועלטאָ, אָ. (2010). פּרינסאַפּאַלז פון לייזערז. ספּרינגער.
- 3. Koechner, W. (2006). האַרט-שטאַט לאַזער ינזשעניעריע. ספּרינגער.
- 4. פּייפּער, JA, & Mildren, RP (2014). דייאָוד פּאַמפּט האַרט שטאַט לייזערז. אין האַנדבאָאָק פון לאַזער טעכנאָלאָגיע און אַפּלאַקיישאַנז (Vol. III). CRC דרוק.
- 5. Milonni, Pw, & Eberly, JH (2010). לאַזער פיזיק. Wiley.
- 6. סילפוואַסט, ווט (2004). לאַזער פאַנדאַמענטאַלז. Cambridge אוניווערסיטעט פרעסע.
פּאָסטן צייט: נאוועמבער 27-2023