Pretplatite se na naše društvene medije za brz post
U svojoj suštini, lasersko pumpanje je proces energije energije medija za postizanje stanja u kojem može emitirati lasersko svjetlo. To se obično radi ubrizgavanjem svjetlosti ili električne struje u medij, uzbudljivim njegovim atomima i što dovodi do emisije koherentne svjetlosti. Ovaj se temeljni proces znatno razvijao od pojave prvih lasera sredinom 20. stoljeća.
Iako se često modelira jednadžbama stope, lasersko crpljenje u osnovi je kvantni mehanički proces. To uključuje zamršene interakcije između fotona i atomske ili molekularne strukture medija dobitka. Napredni modeli razmatraju pojave poput Rabi oscilacija, koje pružaju nijansirano razumijevanje tih interakcija.
Lasersko pumpanje je postupak u kojem se energija, obično u obliku svjetlosti ili električne struje, isporučuje u medij lasera kako bi se povisili atomi ili molekule u viša energetska stanja. Ovaj je prijenos energije presudan za postizanje inverzije stanovništva, stanje u kojem se više čestica pobudi nego u nižem energetskom stanju, što omogućava mediju da pojača svjetlost stimuliranom emisijom. The process involves intricate quantum interactions, often modeled through rate equations or more advanced quantum mechanical frameworks. Ključni aspekti uključuju izbor izvora crpke (poput laserskih dioda ili svjetiljki za pražnjenje), geometrije crpke (bočno ili krajnje crpke) i optimizaciju karakteristika svjetlosti pumpe (spektar, intenzitet, kvaliteta snopa, polarizaciju) kako bi odgovarali specifičnim zahtjevima dobitskog medija. Lasersko crpljenje je temeljno u različitim laserskim tipovima, uključujući čvrsto državo, poluvodički i plinski lasere, a ključno je za učinkovit i učinkovit rad lasera.
Sorte optički napunjenih lasera
1. Laseri čvrstog stanja s dopiranim izolatorima
· Pregled:Ovi laseri koriste električno izolacijski medije domaćina i oslanjaju se na optičko pumpanje kako bi energizirali lasersko-aktivne ione. Uobičajeni primjer je neodimij u yag laserima.
·Nedavno istraživanje:A study by A. Antipov et al. discusses a solid-state near-IR laser for spin-exchange optical pumping. Ovo istraživanje ističe napredak laserske tehnologije čvrstog stanja, posebno u gotovo infracrvenom spektru, što je ključno za primjene poput medicinskog snimanja i telekomunikacija.
2. poluvodički laseri
·Opće informacije: Obično električno pumpani, poluvodički laseri također mogu imati koristi od optičkog pumpa, posebno u primjenama koje zahtijevaju veliku svjetlinu, poput vertikalne površine vanjske šupljine koja emitiraju lasere (vecsels).
·Nedavna dostignuća: U. Keller-ov rad na optičkim frekvencijskim čepovima iz ultra brzih lasera čvrstog stanja i poluvodiča pruža uvid u stvaranje stabilnih frekvencijskih čepova iz dioda pumpa čvrstog stanja i poluvodičkih lasera. This advancement is significant for applications in optical frequency metrology.
3. Plinski laseri
·
: Za njihovu veliku snagu i široki spektar uobičajene su u laserima puštene svjetiljke, a svjetiljke za ispuštanje. Ya Mandryko i sur. Razvio je model snage stvaranja impulsnog luka u aktivnom medijskom optičkom pumpanju ksenonskih svjetiljki lasera čvrstog stanja. Ovaj model pomaže optimizirati performanse svjetiljki za crpljenje impulsa, ključne za učinkovit rad lasera.
: In some experimental setups, concentrated sunlight has been used as a pump source for solar-pumped lasers. Ova metoda koristi solarnu energiju, čineći je obnovljivim i isplativim izvorom, iako je manje kontroliran i manje intenzivan u usporedbi s izvorima umjetnih svjetla.
: Ponekad se jedan laser koristi za pumpanje drugog. Na primjer, frekvencijski dvostruki ND: YAG laser može se koristiti za pumpanje lasera boje. Ova se metoda često koristi kada su potrebne specifične valne duljine za postupak crpljenja koji se ne postiže lako s konvencionalnim izvorima svjetlosti.
Materijal:Medij dobitka u DPSS laserima obično je materijal čvrstog stanja poput ND: YAG (neodimij-dopirani ytrium aluminijski granat), ND: YVO4 (neodimij-dopirani ytrium ortovanadat), ili YB: YAG (YTterbium-Doped Yttrium alumin Alumin Alumin).
Jednom kada se postigne inverzija stanovništva, uvođenje fotona koji odgovara energetskoj razlici između pobuđenog i prizemnog stanja može potaknuti pobuđene ione da se vrate u osnovno stanje, emitirajući foton u procesu.
| Zahtjev | Važnost | ||
|---|---|---|---|
| - | |||
| Intenzitet | Pretjerano visoki intenziteti mogu uzrokovati toplinska oštećenja; prenisko neće postići inverziju stanovništva | - | |
| Kvaliteta snopa | Osigurava učinkovito spajanje i doprinosi emitiranoj kvaliteti laserskog snopa | Visoka kvaliteta snopa ključna je za precizno preklapanje svjetlosti pumpe i volumena laserskog načina rada | |
| Polarizacija | Potreban za medije s anizotropnim svojstvima | Možda će biti potrebno specifično stanje polarizacije | |
| Buka intenziteta | Niska razina buke je presudna | Fluktuacije intenziteta svjetlosti pumpe mogu utjecati na kvalitetu i stabilnost laserskog izlaza | Važne za aplikacije koje zahtijevaju visoku stabilnost i preciznost |
Post Vrijeme: prosinac-01-2023