Ji bo Posta Bilez bibin aboneya Medyaya Meya Civakî
Di eslê xwe de, pompkirina lazerê pêvajoyek enerjîkirina navgînek e ku bigihîje rewşek ku ew dikare ronahiya lazerê derxe. Ev bi gelemperî bi derzîlêdana ronahiyê an heyama elektrîkê di navgîniyê de, heyecankirina atomên wê û rê li ber belavbûna ronahiya hevgirtî ve tête kirin. Ev pêvajoya bingehîn ji dema hatina lazerên yekem di nîvê sedsala 20-an de bi girîngî pêş ketiye.
Dema ku pir caran ji hêla hevkêşeyên rêjeyê ve têne model kirin, pompkirina lazer bi bingehîn pêvajoyek mekanîka quantum e. Ew têkiliyên tevlihev ên di navbera fotonan û avahiya atomî an molekulî ya navîna qezencê de pêk tîne. Modelên pêşkeftî diyardeyên mîna levhatinên Rabi dihesibînin, ku têgihiştinek hûrgelê ya van têkiliyan peyda dikin.
Pompekirina lazer pêvajoyek e ku enerjî, bi gelemperî di forma ronahiyê an heyama elektrîkê de, ji navgîniya qezenca lazerê re tê peyda kirin da ku atom an molekulên xwe berbi dewletên enerjiyê yên bilindtir bilind bike. Ev veguheztina enerjiyê ji bo bidestxistina berevajîkirina nifûsê girîng e, rewşek ku tê de pirtirk pirtir ji rewşek enerjiyek kêmtir heyecan dibin, ku navgîn dihêle ku ronahiyê bi riya veguheztina teşwîqkirî zêde bike. Pêvajo di nav xwe de danûstendinên quantumî yên tevlihev pêk tîne, ku pir caran bi navgîniya hevkêşeyên rêjeyê an çarçoveyên mekanîkî yên quantumê yên pêşkeftî ve têne model kirin. Aliyên sereke bijartina çavkaniya pompê (wek dîodên lazer an lampayên dakêşanê), geometriya pompê (pompkirina alî an dawiya), û xweşbînkirina taybetmendiyên ronahiya pompê (spektrum, tundî, qalîteya tîrêjê, polarîzasyon) vedihewîne ku li gorî hewcedariyên taybetî yên navîn qezenc bikin. Pompkirina lazerê di cûrbecûr cûrbecûr lazeran de, di nav de lazerên rewşa hişk, nîvconductor, û gazê, bingehîn e, û ji bo xebata bikêr û bibandor a lazerê pêdivî ye.
Cûreyên Laserên Optîkî yên Pumpkirî
1. Lazerên Solid-State bi Insulators Doped
· Pêşveçûn:Van lazer navgînek mêvandar a îzolekirî ya elektrîkî bikar tînin û xwe dispêrin pompkirina optîkî da ku îyonên lazer-aktîf enerjî bikin. Nimûneyek hevpar di lazerên YAG de neodymium e.
·Lêkolînên dawî:Lêkolînek A. Antipov et al. ji bo pompkirina optîkî ya spin-veguhertina lazerek nêzik-IR-ya hişk nîqaş dike. Ev lêkolîn pêşkeftinên di teknolojiya lazerê ya hişk-dewletê de, nemaze di spektora nêzîk-infrasor de, ku ji bo serîlêdanên mîna wênekêşiya bijîjkî û têlefonê girîng e, ronî dike.
Zêdetir Xwendina:Lazerek Nêzîkî-IR-Rê ya Dewleta Zehmet ji bo Pumpkirina Optîkî ya Spin-Exchange
2. Lazerên nîvconductor
·Agahiyên Giştî: Bi gelemperî bi elektrîkê pompekirî, lazerên nîvconductor jî dikarin ji pompkirina optîkî sûd werbigirin, nemaze di serîlêdanên ku ronahiya bilind hewce dikin, wek Lazerên Berbiçav ê Rûyê Kaviliya Derveyî Vertical (VECSEL).
·Pêşkeftinên Dawî: Xebata U. Keller ya li ser komikên frekansa optîkî yên ji lazerên rewşa hişk û nîvconduktorê ya ultralez têgihiştinê li ser hilberîna şaneyên frekansa domdar ên ji lazerên rewşa zexm û nîvconductor ên bi dîodê pompkirî peyda dike. Ev pêşkeftin ji bo serîlêdanên di metrolojiya frekansa optîkî de girîng e.
Zêdetir Xwendina:Frekansa optîkî ji lazerên rewşa zexm û nîvconductor ultralez çêdibe
3. Lazerên Gazê
·Di Lazerên Gazê de Pumpkirina Optîkî: Hin celeb lazerên gazê, mîna lazerên vaporê alkali, pompkirina optîkî bikar tînin. Van lazer bi gelemperî di serîlêdanên ku hewceyê çavkaniyên ronahiyê yên hevgirtî yên bi taybetmendiyên taybetî ne têne bikar anîn.
Çavkaniyên ji bo Pumping Optîk
Lampên Daxistinê: Di lazerên lampe-pompkirî de gelemperî, lampayên dakêşanê ji ber hêza xwe ya bilind û spektora berfireh têne bikar anîn. YA Mandryko et al. modelek hêzê ya hilberîna dakêşana kemera impulsê di lampayên xenon ên pompkirina optîk ên medyaya çalak ên lazerên statûya hişk de pêş xist. Ev modela ku ji bo xebata lazerê ya bikêr girîng girîng e, performansa lampayên pompkirina impulse çêtir dike.
Dîodên Laser:Di lazerên pompkirî yên diodê de têne bikar anîn, dîodên lazerê feydeyên mîna berberiya bilind, mezinahiya tevlihev, û şiyana ku bi hûrgulî were guheztin peyda dikin.
Xwendina bêtir:dioda lazerê çi ye?
Lampeyên Flash: Lampeyên ronahiyê çavkaniyên ronahiyê yên zexm û berfireh in ku bi gelemperî ji bo pompkirina lazerên rewşa hişk têne bikar anîn, wek lazerên yaqût an Nd:YAG. Ew tîrêjek ronahiyê ya tundûtûjî peyda dikin ku navîna lazerê heyecan dike.
Lampên Arc: Mîna lampayên fîşa lê ji bo xebitandina domdar hatine sêwirandin, lampeyên kemer çavkaniyek domdar a ronahiya tund pêşkêş dikin. Ew di sepanên ku pêla domdar (CW) operasyona lazerê hewce ye de têne bikar anîn.
LED (Dîodên ronahiyê): Digel ku ne bi qasî dîodên lazerê ne, LED dikarin ji bo pompkirina optîkî di hin sepanên kêm-hêza de werin bikar anîn. Ew ji ber jiyana xwe ya dirêj, lêçûna kêm, û hebûna di dirêjahiya pêlên cihêreng de sûdmend in.
Sunlight: Di hin sazûmanên ceribandinê de, tîrêja rojê ya konsantrekirî wekî çavkaniya pompê ji bo lazerên pompkirî yên tavê hatî bikar anîn. Ev rêbaz enerjiya rojê dixebitîne, wê dike çavkaniyek nûvekirî û biha-bandor, her çend ew li gorî çavkaniyên ronahiya çêkirî kêmtir kontrolkirî û kêmtir tund e.
Dîodên Laser-Fiber-Coupled: Ev dîodên lazerê ne ku bi fîberên optîkî ve girêdayî ne, ku ronahiya pompê bi bandortir digihîne navgîna lazerê. Ev rêbaz bi taybetî di lazerên fiber de û di rewşên ku radestkirina rastîn a ronahiya pompê pir girîng e bikêr e.
Laserên din: Carinan, lazerek ji bo pompkirina yekî din tê bikar anîn. Mînakî, lazerek frekansa ducarkirî Nd: YAG dibe ku ji bo pompkirina lazerek boyaxkirinê were bikar anîn. Ev rêbaz pir caran tête bikar anîn dema ku dirêjahiya pêlên taybetî ji bo pêvajoya pompkirinê hewce ne ku bi çavkaniyên ronahiyê yên kevneşopî bi hêsanî nayê bidestxistin.
Laser-dewleta zexm a bi dîodê pompkirî
Çavkaniya Enerjiya Destpêkê: Pêvajo bi lazerek dîodê dest pê dike, ku wekî çavkaniya pompê kar dike. Lazerên dîodê ji ber bikêrhatina wan, mezinahiya tevlihev, û şiyana derxistina ronahiyê di dirêjahiya pêlên taybetî de têne hilbijartin.
Ronahiya pompê:Lazera dîodê ronahiya ku ji hêla navgîniya qezenca haleta zexm ve tê kişandin derdixe. Dirêjahiya pêlê ya lazera diodê ji bo ku bi taybetmendiyên vegirtinê yên navgîna qezencê re têkildar be hatî çêkirin.
Solid-DewletaGain Medium
Mal:Di lazerên DPSS de navgîna qezenckirinê bi gelemperî materyalek hişk e mîna Nd:YAG (Yttrium Aluminium Garnet bi Neodymium-doped), Nd:YVO4 (Yttrium Orthovanadate-Neodymium-doped), an Yb:YAG (Yttrium Aluminium Garnet-doped-Ytterbium).
Doping:Van materyalan bi îyonên erdên kêm (wek Nd an Yb) ve têne dop kirin, ku îyonên lazerê yên çalak in.
Avgirtin û Enerjiyê:Dema ku ronahiya pompê ya ji lazera dîodê dikeve navgîna qezencê, îyonên erdên kêm vê enerjiyê dişoxilînin û berbi halên enerjiyê yên bilindtir dilgeş dibin.
Veguherîna nifûsê
Gihîştina Veguheztina Nifûsê:Mifteya çalakiya lazerê di navgîniya qezencê de gihandina veguheztina nifûsê ye. Ev tê wê wateyê ku îyon bêtir di rewşek heyecanê de ne ji ya rewşa bingehîn.
Weşana Teşwîqkirî:Gava ku veguheztina nifûsê pêk hat, danasîna fotonek ku bi cûdahiya enerjiyê ya di navbera dewletên heyecan û erdê de têkildar e dikare îyonên heyecan teşwîq bike ku vegerin rewşa zemînê, di pêvajoyê de fotonek derdixe.
Resonatorê Optîk
Neynok: Navgîna qezenckirinê di hundurê resonatorek optîkî de tête danîn, ku bi gelemperî ji hêla du neynikên li her dawiya navgînê ve hatî çêkirin.
Bersivdan û Berfirehkirin: Yek ji neynikê pir refleks e, û ya din jî bi qismî refleks e. Foton di navbera van neynikê de paş û paş vedigerin, emîsyonên bêtir teşwîq dikin û ronahiyê zêde dikin.
Weşana Laser
Ronahiya hevgirtî: Fotonên ku derdiketin hevgirtî ne, ango di qonaxê de ne û dirêjahiya pêlên wan yek e.
Derketin: Neynika qismî reflekskar dihêle ku hin ji vê ronahiyê derbas bibe, tîra lazerê ya ku ji lazera DPSS derdikeve pêk tîne.
Pumping Geometries: Side vs End Pumping
| Rêbaza Pumpkirinê | Terîf | Applications | Avantajên | Challenges |
|---|---|---|---|---|
| Side Pumping | Ronahiya pompê ji navgîna lazerê re perpendîkular tê destnîşan kirin | Rod an lazerên fiber | Dabeşkirina yekgirtî ya ronahiya pompê, ji bo serîlêdanên hêza bilind | Dabeşkirina qezencê ya ne-yekhev, kalîteya tîrêjê kêmtir |
| End Pumping | Ronahiya pompê li ser heman eksê wekî tîra lazerê tê rêve kirin | Lazerên rewşa hişk ên mîna Nd:YAG | Dabeşkirina qezencê ya yekgirtî, kalîteya tîrêjê bilindtir | Lihevhatina tevlihev, belavkirina germê ya kêmtir bikêrhatî di lazerên bi hêza bilind de |
Pêdiviyên ji bo Ronahiya Pumpê ya Bibandor
| Pêwistî | Giringî | Bandor/Balance | Têbînî Additional |
|---|---|---|---|
| Spectrum Suitability | Dirêjahiya pêlê divê bi spektruma vegirtinê ya navîna lazerê re li hev bike | Veguheztina bikêrhatî û veguheztina nifûsa bandorker misoger dike | - |
| Zexmî | Pêdivî ye ku ji bo asta heyecana xwestî têra xwe bilind be | Zehfên pir zêde dibe sedema zirara termal; pir hindik dê berevajîkirina nifûsê bi dest nexe | - |
| Qalîteya tîrêjê | Bi taybetî di lazerên paşîn ên pompkirî de krîtîk e | Têkiliya bikêrhatî misoger dike û beşdarî qalîteya tîrêjê lazerê ya belavbûyî dibe | Qalîteya tîrêjê ya bilind ji bo hevgirtina rast a ronahiya pompê û hêjmara moda lazerê pir girîng e |
| Polarization | Ji bo medyaya bi taybetmendiyên anisotropîk hewce ye | Karbidestiya vegirtinê zêde dike û dikare bandorê li polarîzasyona ronahiya lazerê ya belavkirî bike | Dibe ku dewleta polarîzasyona taybetî hewce be |
| Intensity Noise | Asta dengê kêm pir girîng e | Guherînên di hêza ronahiya pompê de dikare bandorê li kalîteya hilberîna lazer û aramiyê bike | Ji bo serîlêdanên ku îstîqrar û rastbûna bilind hewce dikin girîng e |
Dema şandinê: Dec-01-2023