ለፈጣን ልጥፍ ለማህበራዊ ሚዲያችን ይመዝገቡ
የዘመናዊ ቴክኖሎጂ የማዕዘን ድንጋይ የሆነው ሌዘር፣ ውስብስብ የመሆኑን ያህል አስደናቂ ነው።በልባቸው ውስጥ ወጥነት ያለው ፣ የተጨመረ ብርሃን ለማምረት በአንድነት የሚሰሩ አካላት ሲምፎኒ አለ።ይህ ጦማር ስለ ሌዘር ቴክኖሎጂ ጥልቅ ግንዛቤን ለመስጠት በሳይንሳዊ መርሆች እና እኩልታዎች የተደገፈ የእነዚህን ክፍሎች ውስብስብነት በጥልቀት ያጠናል።
በሌዘር ሲስተም አካላት ላይ የላቀ ግንዛቤ፡ ለባለሙያዎች ቴክኒካዊ እይታ
| አካል | ተግባር | ምሳሌዎች |
| መካከለኛ ያግኙ | የትርፍ መሃከል ብርሃንን ለማጉላት የሚያገለግል ሌዘር ውስጥ ያለው ቁሳቁስ ነው።በሕዝብ መገለባበጥ እና በተቀሰቀሰ ልቀት ሂደት የብርሃን ማጉላትን ያመቻቻል።የትርፍ መካከለኛ ምርጫ የሌዘር ጨረር ባህሪያትን ይወስናል. | ጠንካራ-ግዛት ሌዘርለምሳሌ፣ ND:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet)፣ በሕክምና እና በኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።ጋዝ ሌዘርለምሳሌ ፣ CO2 ሌዘር ፣ ለመቁረጥ እና ለመገጣጠም የሚያገለግል።ሴሚኮንዳክተር ሌዘር:ለምሳሌ, ሌዘር ዳዮዶች, በፋይበር ኦፕቲክስ ግንኙነት እና በሌዘር ጠቋሚዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. |
| የፓምፕ ምንጭ | የፓምፕ ምንጩ የሌዘር ስራን በማስቻል የህዝብ ግልበጣን (የህዝብን መገለባበጥ የሃይል ምንጭ) ለማሳካት ለትርፍ ሚዲ ሃይል ይሰጣል። | የጨረር ፓምፕጠንካራ-ግዛት ሌዘር ለማንሳት እንደ ብልጭታ ያሉ ኃይለኛ የብርሃን ምንጮችን በመጠቀም።የኤሌክትሪክ ፓምፕበኤሌክትሪክ ጅረት በኩል በጋዝ ሌዘር ውስጥ ያለውን ጋዝ አስደሳች።ሴሚኮንዳክተር ፓምፕጠንካራ-ግዛት የሌዘር መካከለኛ ለማንሳት ሌዘር ዳዮዶችን በመጠቀም። |
| የእይታ ክፍተት | ሁለት መስተዋቶችን ያቀፈው የጨረር ክፍተት ብርሃንን የሚያንፀባርቅ ሲሆን ይህም የብርሃን መንገድን በትርፍ መሃከል ውስጥ ለመጨመር ብርሃንን ያንፀባርቃል, በዚህም የብርሃን ማጉላትን ይጨምራል.ለጨረር ማጉላት የግብረ-መልስ ዘዴን ያቀርባል, የብርሃን ስፔክትራል እና የቦታ ባህሪያትን ይመርጣል. | Planar-Planar Cavity: በቤተ ሙከራ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለ, ቀላል መዋቅር.Planar-Concave Cavityበኢንዱስትሪ ሌዘር ውስጥ የተለመደ, ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ጨረሮች ያቀርባል. የቀለበት ጉድጓድእንደ የቀለበት ጋዝ ሌዘር ያሉ በተወሰኑ የቀለበት ሌዘር ዲዛይኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። |
የግንኙነቱ መካከለኛ፡ የኳንተም ሜካኒክስ እና የጨረር ምህንድስና Nexus
ኳንተም ዳይናሚክስ በጋይን መካከለኛ
የትርፍ ማእከላዊው የብርሃን ማጉላት መሰረታዊ ሂደት የሚከሰትበት ነው, ይህ ክስተት በኳንተም ሜካኒክስ ውስጥ ስር የሰደደ ነው.በመገናኛው ውስጥ ባሉ የኢነርጂ ግዛቶች እና ቅንጣቶች መካከል ያለው መስተጋብር የሚተዳደረው በተቀሰቀሰ ልቀት እና በሕዝብ ተገላቢጦሽ መርሆዎች ነው።በብርሃን ጥንካሬ (I) ፣ በመነሻ ጥንካሬ (I0) ፣ በሽግግር መስቀለኛ መንገድ (σ21) እና በሁለቱ የኃይል ደረጃዎች (N2 እና N1) መካከል ያሉ ጥቃቅን ቁጥሮች መካከል ያለው ወሳኝ ግንኙነት በ I = I0e^ (σ21(N2-N1)ኤል)።N2> N1፣ ለማጉላት አስፈላጊ የሆነበት እና የሌዘር ፊዚክስ የማዕዘን ድንጋይ በሆነበት የህዝብ ግልበጣን ማሳካት[1].
ባለሶስት-ደረጃ ከአራት-ደረጃ ስርዓቶች
በተግባራዊ የሌዘር ዲዛይኖች ውስጥ, ሶስት-ደረጃ እና ባለአራት-ደረጃ ስርዓቶች በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላሉ.የሶስት-ደረጃ ስርዓቶች, ቀላል ቢሆንም, የታችኛው የሌዘር ደረጃ የመሬት ሁኔታ እንደመሆኑ መጠን የህዝብን ተገላቢጦሽ ለመድረስ ተጨማሪ ኃይል ይፈልጋሉ.ባለአራት-ደረጃ ሲስተሞች ከከፍተኛው የኢነርጂ ደረጃ ፈጣን ያልሆነ የጨረር መበስበስ ምክንያት ለሕዝብ መገለባበጥ የበለጠ ቀልጣፋ መንገድን ይሰጣሉ ፣ ይህም በዘመናዊ ሌዘር አፕሊኬሽኖች ውስጥ የበለጠ ተስፋፍተዋል[2].
Is Erbium-doped ብርጭቆአንድ ትርፍ መካከለኛ?
አዎ፣ erbium-doped ብርጭቆ በሌዘር ሲስተሞች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል የትርፍ መካከለኛ ዓይነት ነው።በዚህ ዐውደ-ጽሑፍ፣ “doping” የሚያመለክተው በመስታወት ላይ የተወሰነ መጠን ያለው erbium ions (Er³⁺) የመጨመር ሂደት ነው።ኤርቢየም በብርጭቆ አስተናጋጅ ውስጥ ሲካተት ብርሃንን በተቀሰቀሰ ልቀት ውጤታማ በሆነ መንገድ ማጉላት የሚችል ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገር ነው።
ኤርቢየም-ዶፔድ መስታወት በተለይ በፋይበር ሌዘር እና በፋይበር ማጉያዎች በተለይም በቴሌኮሙኒኬሽን ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ በመዋሉ ታዋቂ ነው።ለእነዚህ አፕሊኬሽኖች በጣም ተስማሚ ነው ምክንያቱም በ 1550 nm አካባቢ የሞገድ ርዝመቶችን በብቃት ስለሚያጎላ ይህም ለኦፕቲካል ፋይበር ኮሙኒኬሽን ቁልፍ የሞገድ ርዝመት በመደበኛ የሲሊካ ፋይበር ፋይበር ዝቅተኛ ኪሳራ ምክንያት ነው።
የኤርቢየምions የፓምፕ መብራትን ይይዛሉ (ብዙውን ጊዜ ከ aሌዘር ዳዮድ) እና ወደ ከፍተኛ የኃይል ግዛቶች ይደሰታሉ.ወደ ዝቅተኛ የኃይል ሁኔታ ሲመለሱ, በ lasing የሞገድ ርዝመት ላይ ፎቶኖች ይለቃሉ, ለጨረር ሂደት አስተዋፅኦ ያደርጋሉ.ይህ erbium-doped ብርጭቆን በተለያዩ ሌዘር እና ማጉያ ዲዛይኖች ውስጥ ውጤታማ እና በሰፊው ጥቅም ላይ የዋለ የማገገሚያ መካከለኛ ያደርገዋል።
ተዛማጅ ብሎጎች፡ ዜና - Erbium-Doped ብርጭቆ፡ ሳይንስ እና መተግበሪያዎች
የፓምፕ ዘዴዎች፡ ከሌዘር ጀርባ ያለው የማሽከርከር ኃይል
የህዝብ ግልበጣን ለማግኘት የተለያዩ መንገዶች
የፓምፕ ዘዴ ምርጫ በሌዘር ዲዛይን ውስጥ ወሳኝ ነው, ይህም ከቅልጥፍና እስከ የውጤት የሞገድ ርዝመት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል.ኦፕቲካል ፓምፒንግ እንደ ፍላሽ መብራቶች ወይም ሌሎች ሌዘር ያሉ ውጫዊ የብርሃን ምንጮችን በመጠቀም በጠንካራ ሁኔታ እና በቀለም ሌዘር ውስጥ የተለመደ ነው.የኤሌክትሪክ ማፍሰሻ ዘዴዎች ብዙውን ጊዜ በጋዝ ሌዘር ውስጥ ይሠራሉ, ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ብዙውን ጊዜ ኤሌክትሮን መርፌን ይጠቀማሉ.የእነዚህ የፓምፕ ስልቶች ቅልጥፍና፣ በተለይም በዲያዮድ የሚተፉ ድፍን-ግዛት ሌዘር ውስጥ፣ በቅርብ ጊዜ የተደረጉ ምርምሮች ጉልህ ትኩረት ነው፣ ይህም ከፍተኛ ቅልጥፍናን እና ውሱንነት ይሰጣል።3].
በፓምፕ ቅልጥፍና ውስጥ ቴክኒካዊ ግምት
የፓምፕ ሂደቱ ውጤታማነት የሌዘር ዲዛይን ወሳኝ ገጽታ ነው, ይህም በአጠቃላይ አፈፃፀም እና የትግበራ ተስማሚነት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል.በጠጣር-ግዛት ሌዘር ውስጥ በፍላሽ መብራቶች እና በሌዘር ዳዮዶች መካከል እንደ ፓምፕ ምንጭ ያለው ምርጫ የስርዓቱን ውጤታማነት ፣ የሙቀት ጭነት እና የጨረር ጥራት ላይ በእጅጉ ይጎዳል።ከፍተኛ ኃይል ያለው፣ ከፍተኛ ቅልጥፍና ያለው ሌዘር ዳዮዶች ልማት DPSS ሌዘር ሲስተምስ አብዮት አድርጓል፣ የበለጠ የታመቀ እና ቀልጣፋ ንድፎችን አስችሏል[4].
የጨረር ምሰሶው: የምህንድስና ሌዘር ጨረር
የካቪት ዲዛይን፡ የፊዚክስ እና የምህንድስና ማመጣጠን ህግ
የኦፕቲካል ክፍተት፣ ወይም ሬዞናተር፣ ተገብሮ አካል ብቻ ሳይሆን የሌዘር ጨረርን በመቅረጽ ረገድ ንቁ ተሳታፊ ነው።የመስተዋቶቹን መዞር እና ማስተካከልን ጨምሮ የጉድጓዱ ዲዛይን የሌዘርን መረጋጋት፣ ሁነታ አወቃቀር እና ውፅዓት ለመወሰን ወሳኝ ሚና ይጫወታል።ክፍተቱ የሚደርሰውን ኪሳራ በመቀነስ የኦፕቲካል ጥቅሙን ለማሳደግ የተነደፈ መሆን አለበት፣ ይህ ፈተና የኦፕቲካል ምህንድስና ከሞገድ ኦፕቲክስ ጋር አጣምሮ ነው።5.
የመወዛወዝ ሁኔታዎች እና ሁነታ ምርጫ
የሌዘር ማወዛወዝ እንዲከሰት፣ በመካከለኛው የሚሰጠው ትርፍ በዋሻው ውስጥ ካለው ኪሳራ መብለጥ አለበት።ይህ ሁኔታ፣ ከተቀናጀ የሞገድ ልዕለ አቀማመጥ መስፈርት ጋር ተዳምሮ የተወሰኑ የርዝመታዊ ሁነታዎች ብቻ እንደሚደገፉ ይደነግጋል።የሞድ ክፍተቱ እና አጠቃላይ የሥልጠና አወቃቀሩ በዋሻው አካላዊ ርዝመት እና በጥቅም አማካኝ አንጸባራቂ ኢንዴክስ ተጽዕኖ ይደረግባቸዋል[6].
መደምደሚያ
የሌዘር ሲስተሞች ንድፍ እና አሠራር ሰፊ የፊዚክስ እና የምህንድስና መርሆዎችን ያጠቃልላል።ከቁንተም ሜካኒኮች የግንኙነቱን መካከለኛ እስከ ውስብስብ ምህንድስና ኦፕቲካል ካቪቲ ድረስ እያንዳንዱ የሌዘር ሲስተም አካል ለአጠቃላይ አሠራሩ ወሳኝ ሚና ይጫወታል።ይህ መጣጥፍ የሌዘር ቴክኖሎጂን ውስብስብ ዓለም ፍንጭ ሰጥቷል፣ ይህም በመስኩ ውስጥ ካሉ ፕሮፌሰሮች እና የጨረር መሐንዲሶች የላቀ ግንዛቤ ጋር የሚያስተጋባ ግንዛቤዎችን ይሰጣል።
ዋቢዎች
- 1. Siegman, AE (1986).ሌዘርየዩኒቨርሲቲ ሳይንስ መጽሐፍት.
- 2. Svelto, O. (2010).የሌዘር መርሆዎች.Springer.
- 3. Koechner, W. (2006).ጠንካራ-ግዛት ሌዘር ምህንድስና.Springer.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014).Diode Pumped Solid State Lasers.በሌዘር ቴክኖሎጂ እና አፕሊኬሽኖች መመሪያ መጽሃፍ (ጥራዝ III)።CRC ፕሬስ.
- 5. ሚሎኒ፣ ፒደብሊው እና ኤበርሊ፣ JH (2010)።ሌዘር ፊዚክስ.ዊሊ.
- 6. Silfvast, WT (2004).Laser Fundamentals.የካምብሪጅ ዩኒቨርሲቲ ፕሬስ.
የልጥፍ ሰዓት፡- ህዳር-27-2023