וואָס איז אָפּטיש פּאַמפּינג אין לאַזער?

אַבאָנירן צו אונדזער סאציאל מעדיע פֿאַר שנעלע אַרטיקלען

אין איר עסענץ, איז לייזער פאמפינג דער פראצעס פון ענערדזשייזירן א מעדיום צו דערגרייכן א צושטאנד וואו עס קען ארויסלאזן לייזער ליכט. דאס ווערט טיפיש געטאן דורך אריינשפריצן ליכט אדער עלעקטרישן שטראם אין דעם מעדיום, אויפרעגענדיג זיינע אטאמען און פירענדיג צו דער ארויסלאזונג פון קאהערענט ליכט. דער יסודות'דיגער פראצעס האט זיך באדייטנד עוואלוציאנירט זינט די אויפקום פון די ערשטע לאזערס אין מיטן 20סטן יארהונדערט.

כאָטש אָפט מאָדעלירט דורך ראַטע גלייכונגען, איז לאַזער פּאָמפּינג יסודותדיק אַ קוואַנטום מעכאַנישער פּראָצעס. עס ינוואַלווז קאָמפּליצירטע ינטעראַקשאַנז צווישן פאָטאָנען און די אַטאָמישע אָדער מאָלעקולאַרע סטרוקטור פון די געווינס מעדיום. אַוואַנסירטע מאָדעלן באַטראַכטן דערשיינונגען ווי ראַבי אָסצילאַציעס, וואָס צושטעלן אַ מער נואַנסירט פארשטאנד פון די ינטעראַקשאַנז.

לאַזער פּאָמפּן איז אַ פּראָצעס וואו ענערגיע, טיפּיש אין דער פאָרעם פון ליכט אָדער עלעקטרישן קראַנט, ווערט צוגעשטעלט צו אַ לאַזער'ס געווינס מעדיום צו הייבן זיינע אַטאָמען אָדער מאָלעקולן צו העכערע ענערגיע שטאַטן. די ענערגיע טראַנספער איז קריטיש פֿאַר דערגרייכן פּאָפּולאַציע ינווערסיע, אַ צושטאַנד וואו מער פּאַרטיקלען ווערן אויפֿגערייצט ווי אין אַ נידעריקער ענערגיע צושטאַנד, וואָס ערמעגליכט דעם מעדיום צו פֿאַרשטאַרקן ליכט דורך סטימולירטע עמיסיע. דער פּראָצעס נעמט אַרײַן קאָמפּליצירטע קוואַנטום ינטעראַקשאַנז, אָפט מאָדעלירט דורך קורס גלייכונגען אָדער מער אַוואַנסירטע קוואַנטום מעכאַנישע פריימווערקס. שליסל אַספּעקטן אַרייַננעמען די ברירה פון פּאָמפּע מקור (ווי לאַזער דיאָדעס אָדער דיסטשאַרדזש לאַמפּס), פּאָמפּע דזשיאַמעטרי (זײַט אָדער סוף פּאָמפּן), און די אָפּטימיזאַציע פון ​​פּאָמפּע ליכט קעראַקטעריסטיקס (ספּעקטרום, אינטענסיטעט, שטראַל קוואַליטעט, פּאָלאַריזאַציע) צו גלייַכן די ספּעציפֿישע באדערפענישן פון די געווינס מעדיום. לאַזער פּאָמפּן איז פונדאַמענטאַל אין פֿאַרשידענע לאַזער טייפּס, אַרייַנגערעכנט האַרט-שטאַט, האַלב-קאָנדוקטאָר, און גאַז לאַזערס, און איז יקערדיק פֿאַר די לאַזער'ס עפֿעקטיוו און עפעקטיוו אָפּעראַציע.

ווערייאַטיז פון אָפּטיש פּאַמפּט לייזערס

 

1. האַרט-שטאַט לייזערס מיט דאָפּירטע איזאָלאַטאָרן

· איבערבליק:די לאַזערס ניצן אַן עלעקטריש איזאָלירנדיקן באַלעבאָס מעדיום און פאַרלאָזן זיך אויף אָפּטיש פּאָמפּן צו ענערדזשייזן לאַזער-אַקטיווע יאָנען. א געוויינטלעכער בייַשפּיל איז נעאָדימיום אין YAG לאַזערס.

·לעצטע פאָרשונג:א שטודיע דורך א. אנטיפאוו און אנדערע דיסקוטירט א סארט-שטאַט נאנט-אינפראַרויט לייזער פאר ספּין-אויסטויש אָפּטיש פּאָמפּן. די פאָרשונג אונטערשטרייכט די פֿאָרשריטן אין סארט-שטאַט לייזער טעכנאָלאָגיע, באַזונדערס אין דעם נאנט-אינפראַרויט ספּעקטרום, וואָס איז קריטיש פֿאַר אַפּליקאַציעס ווי מעדיצינישע בילדגעבונג און טעלעקאָמוניקאַציע.

ווייטערדיקע לייענונג:א סאָליד-שטאַט נאָענט-IR לאַזער פֿאַר ספּין-עקסטשיינדזש אָפּטיש פּאָמפּינג

2. האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזערס

·אַלגעמיינע אינפֿאָרמאַציע: טיפּיש עלעקטריש געפּאַמפּט, האַלב-קאָנדוקטאָר לייזערס קענען אויך נוץ האָבן פון אָפּטיש פּאַמפּינג, ספּעציעל אין אַפּלאַקיישאַנז וואָס דאַרפן הויך ברייטנאַס, אַזאַ ווי ווערטיקאַל עקסטערנאַל קאַוואַטי ייבערפלאַך ימיטינג לייזערס (VECSELs).

·לעצטע אַנטוויקלונגען: יו. קעלער'ס אַרבעט אויף אָפּטישע אָפטקייט קאַמען פון אולטראַ-שנעלע האַרט-שטאַט און האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזערס גיט איינבליקן אין דער דזשענעריישאַן פון סטאַבילע אָפטקייט קאַמען פון דיאָד-פּאַמפּט האַרט-שטאַט און האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזערס. די פֿאָרשריט איז באַדייטנדיק פֿאַר אַפּליקאַציעס אין אָפּטישער אָפטקייט מעטראָלאָגיע.

ווייטערדיקע לייענונג:אָפּטישע אָפטקייט קאָומס פון אולטראַשנע האַרט-שטאַט און האַלב-קאָנדוקטאָר לייזערס

3. גאז לייזערס

·אָפּטישע פּאָמפּע אין גאַז לאַזערס: געוויסע טיפּן גאַז לאַזערס, ווי אַלקאַלי פארע לאַזערס, נוצן אָפּטישע פּאָמפּע. די לאַזערס ווערן אָפט גענוצט אין אַפּליקאַציעס וואָס דאַרפן קאָהערענט ליכט קוואלן מיט ספּעציפֿישע אייגנשאַפטן.

 

 

קוועלער פֿאַר אָפּטיש פּאָמפּינג

אָפּלאָדן לאַמפּןגעוויינטלעך אין לאמפ-געפאמפֿטע לאַזערס, ווערן דיסטשאַרדזש לאַמפּן גענוצט צוליב זייער הויכער מאַכט און ברייטער ספּעקטרום. יאַ מאַנדריקאָ און אַנדערע האָבן אַנטוויקלט אַ מאַכט מאָדעל פון אימפּולס אַרק דיסטשאַרדזש דזשענעריישאַן אין אַקטיווע מעדיע אָפּטישע פּאָמפּינג קסענאָן לאַמפּן פון האַרט-שטאַט לאַזערס. דאָס מאָדעל העלפֿט אָפּטימיזירן די פאָרשטעלונג פון אימפּולס פּאָמפּינג לאַמפּן, קריטיש פֿאַר עפֿעקטיוו לאַזער אָפּעראַציע.

לאַזער דיאָדעס:גענוצט אין דיאָד-פּאַמפּט לייזערס, לאַזער דיאָדעס פאָרשלאָגן אַדוואַנידזשיז ווי הויך עפעקטיווקייַט, קאָמפּאַקט גרייס, און די פיייקייט צו זיין פייַן טונד.

ווייטערדיקע לייענונג:וואָס איז אַ לאַזער דיאָד?

בליץ לאַמפּןבליץ לאמפן זענען אינטענסיווע, ברייט-ספּעקטרום ליכט קוועלער וואָס ווערן אָפט געניצט פֿאַר פּאָמפּן האַרט-שטאַט לייזערס, אַזאַ ווי רובין אָדער Nd:YAG לייזערס. זיי צושטעלן אַ הויך-אינטענסיטעט אויסברוך פון ליכט וואָס עקסייטירט די לאַזער מעדיום.

באָגן לאַמפּןענלעך צו בליץ לאמפן אבער דיזיינט פאר קאנטינעווער אפעראציע, פאָרשלאָגן בויגן לאמפן א שטענדיגע מקור פון אינטענסיוו ליכט. זיי ווערן גענוצט אין אַפּליקאַציעס וואו קאנטינעווער כוואַליע (CW) לאַזער אפעראציע איז פארלאנגט.

על-אי-דיס (ליכט-עמיטירנדיקע דיאָדעס)כאָטש נישט אַזוי געוויינטלעך ווי לאַזער דיאָדעס, קענען LEDs געניצט ווערן פֿאַר אָפּטישער פּאָמפּע אין געוויסע נידעריק-מאַכט אַפּליקאַציעס. זיי זענען אַדוואַנטיידזשאַס צוליב זייער לאַנג לעבן, נידעריקע קאָסטן, און פֿאַרפֿיגבאַרקייט אין פֿאַרשידענע כוואַליע לענגקטס.

זונשייַןאין עטלעכע עקספּערימענטאַלע סעטאַפּס, איז קאָנצענטרירטע זונשייַן גענוצט געוואָרן ווי אַ פּאָמפּע מקור פֿאַר זונ - געפּאַמפּטע לאַזערס. די מעטאָדע נוצט זונ - ענערגיע, מאַכנדיג עס אַ רינואַבאַל און קאָסטן-עפעקטיוו מקור, כאָטש עס איז ווייניקער קאָנטראָלירבאר און ווייניקער אינטענסיוו קאַמפּערד צו קינסטלעכע ליכט מקורים.

פיבער-געקאפלט לאַזער דיאָודסדאס זענען לאַזער דיאָדעס פארבונדן צו אָפּטישע פֿאַזערס, וואָס צושטעלן די פּאָמפּע ליכט מער עפֿעקטיוו צו די לאַזער מעדיום. די מעטאָדע איז באַזונדער נוצלעך אין פֿאַזער לאַזערס און אין סיטואַציעס וווּ פּינקטלעכע צושטעלן פון פּאָמפּע ליכט איז קריטיש.

אַנדערע לייזערסמאנchmal ווערט איין לאזער גענוצט צו פאמפן א צווייטן. למשל, א פרעקווענץ-פארדאפלטער Nd:YAG לאזער קען גענוצט ווערן צו פאמפן א פארב לאזער. די מעטאד ווערט אפט גענוצט ווען ספעציפישע וועוולענגטס זענען נויטיג פארן פאמפן פראצעס וואס איז נישט לייכט דערגרייכט מיט קאנווענציאנעלע ליכט קוועלער. 

 

דיאָד-פּאַמפּט האַרט-שטאַט לאַזער

ערשטע ענערגיע מקורדער פּראָצעס הייבט זיך אָן מיט אַ דיאָד לאַזער, וואָס דינט ווי די פּאָמפּע מקור. דיאָד לאַזערס ווערן אויסגעקליבן פֿאַר זייער עפעקטיווקייט, קאָמפּאַקטע גרייס, און פיייקייט צו אַרויסגעבן ליכט אין ספּעציפֿישע כוואַליע לענגקטס.

פּאָמפּע ליכט:דער דיאָד לאַזער לאָזט אַרויס ליכט וואָס ווערט אַבזאָרבירט דורך דעם האַרט-שטאַט געווינס מעדיום. די כוואַליע לענג פון דעם דיאָד לאַזער איז צוגעפּאַסט צו די אַבזאָרפּציע כאַראַקטעריסטיקס פון דעם געווינס מעדיום.

האַרט-שטאַטגעווינען מיטל

מאַטעריאַל:די געווינס מעדיום אין DPSS לאַזערס איז טיפּיש אַ האַרט-שטאַט מאַטעריאַל ווי Nd:YAG (נעאָדימיום-דאָפּט יטריום אַלומינום גאַרנעט), Nd:YVO4 (נעאָדימיום-דאָפּט יטריום אָרטאָוואַנאַדאַטע), אָדער Yb:YAG (יטטערביום-דאָפּט יטריום אַלומינום גאַרנעט).

דאָפּינג:די מאַטעריאַלן זענען דאָפּירט מיט זעלטן-ערד יאָנען (ווי Nd אָדער Yb), וואָס זענען די אַקטיווע לאַזער יאָנען.

 

ענערגיע אַבזאָרפּציע און עקסיטאַציע:ווען די פּאָמפּע ליכט פֿון די דיאָד לאַזער גייט אַרײַן אין דעם געווינס מעדיום, אַבזאָרבירן די זעלטן-ערד יאָנען די ענערגיע און ווערן אויפֿגעוועקט צו העכערע ענערגיע שטאַטן.

באַפעלקערונג אינווערסיע

דערגרייכן באַפעלקערונג ינווערזשאַן:דער שליסל צו לאַזער אַקציע איז צו דערגרייכן אַ פּאָפּולאַציע ינווערסיע אין די געווינס מעדיום. דאָס מיינט אַז מער יאָנען זענען אין אַן אויפֿגערייטן צושטאַנד ווי אין דעם גרונט צושטאַנד.

סטימולירטע עמיסיע:אזוי שנעל ווי באפעלקערונג אינווערסיע איז דערגרייכט, קען די איינפיר פון א פאטאן וואס קארעספאנדירט צום ענערגיע אונטערשייד צווישן די אויפגערעגטע און גרונד צושטאנדן סטימולירן די אויפגערעגטע יאנען זיך אומצוקערן צום גרונד צושטאנד, ארויסשטויסנדיג א פאטאן אין דעם פראצעס.

 

אָפּטישער רעזאָנאַטאָר

שפיגלען: די געווינס מעדיום ווערט געשטעלט אינעווייניק פון אן אפטישן רעזאנאטאר, טיפיש געשאפן דורך צוויי שפיגלען ביי יעדן עק פונעם מעדיום.

צוריקקער און פארשטארקערונג: איינער פון די שפיגלען איז שטארק רעפלעקטיוו, און דער צווייטער איז טיילווייז רעפלעקטיוו. פאטאנען שפּרינגען אהין און צוריק צווישן די שפיגלען, סטימולירנדיק מער אויסשטויסונגען און פארשטארקנדיק דאס ליכט.

 

לאַזער עמיסיע

קאָהערענט ליכט: די פאָטאָנען וואָס ווערן אַרויסגעלאָזט זענען קאָהערענט, דאָס הייסט זיי זענען אין פאַזע און האָבן די זעלבע כוואַליע.

רעזולטאַט: דער טיילווייז רעפלעקטיווער שפּיגל לאָזט אַ טייל פון דעם ליכט דורכגיין, און שאַפֿט דעם לאַזער שטראַל וואָס גייט אַרויס פֿון דעם DPSS לאַזער.

 

פּאָמפּע געאָמעטריעס: זייט קעגן ענד פּאָמפּע

 

פּאָמפּע מעטאָד באַשרייַבונג אַפּליקאַציעס מעלות אַרויסרופן
זייט פּאָמפּינג פּאָמפּע ליכט איינגעפירט פּערפּענדיקולאַר צום לאַזער מעדיום רוט אדער פיבער לייזערס איינהייטלעכע פאַרשפּרייטונג פון פּאָמפּע ליכט, פּאַסיק פֿאַר הויך-מאַכט אַפּלאַקיישאַנז נישט-איינהייטלעכע געווינס פאַרשפּרייטונג, נידעריקער שטראַל קוואַליטעט
ענד פּאָמפּינג פּאָמפּע ליכט געריכטעט צוזאמען די זעלבע אַקס ווי די לאַזער שטראַל סאָליד-שטאַט לייזערס ווי Nd:YAG איינהייטלעכע געווינס פאַרשפּרייטונג, העכערע שטראַל קוואַליטעט קאָמפּלעקסע אויסריכטונג, ווייניקער עפעקטיווע היץ דיסיפּיישאַן אין הויך-מאַכט לייזערס

באדערפענישן פֿאַר עפעקטיוו פּאָמפּע ליכט

 

פאָדערונג וויכטיקייט השפּעה/באַלאַנס נאָך הערות
ספּעקטרום פּאַסיקייט כוואַליע לענג מוז פּאַסן צום אַבזאָרפּציע ספּעקטרום פון דעם לאַזער מעדיום זיכערט עפעקטיווע אַבזאָרפּציע און עפעקטיווע באַפעלקערונג ינווערזשאַן -
אינטענסיטעט מוז זיין הויך גענוג פארן געוואונטשענעם אויפרעגונגס-לעוועל צו הויכע אינטענסיטעטן קענען פאַראורזאַכן טערמישע שאָדן; צו נידעריק וועט נישט דערגרייכן באַפעלקערונג אינווערסיע -
שטראַל קוואַליטעט באַזונדער קריטיש אין ענד-פּאַמפּט לייזערס זיכערט עפעקטיווע קאַפּלינג און ביישטייערט צו דער קוואַליטעט פון די אויסגעלאָזטע לאַזער שטראַלן הויך שטראַל קוואַליטעט איז קריטיש פֿאַר פּינקטלעך אָוווערלאַפּ פון פּאָמפּע ליכט און לאַזער מאָדע באַנד
פּאָלאַריזאַציע פארלאנגט פאר מעדיע מיט אניסאטראפישע אייגנשאפטן פֿאַרבעסערט אַבזאָרפּציע עפֿעקטיווקייט און קען ווירקן די אויסגעלאָזטע לאַזער ליכט פּאָלאַריזאַציע ספּעציפֿישער פּאָלאַריזאַציע צושטאַנד קען זיין נייטיק
אינטענסיטעט ראַש נידעריקע ראַש לעוועלס זענען קריטיש פלוקטואַציעס אין פּאָמפּע ליכט אינטענסיטעט קענען ווירקן לאַזער רעזולטאַט קוואַליטעט און פעסטקייט וויכטיק פֿאַר אַפּליקאַציעס וואָס דאַרפן הויך פעסטקייט און פּינקטלעכקייט
פֿאַרבונדענע לאַזער אַפּליקאַציע
פֿאַרבונדענע פּראָדוקטן

פּאָסט צייט: דעצעמבער-01-2023