Gerast áskrifandi að samfélagsmiðlum okkar til að fá skjót færslu

Leysir, hornsteinn nútímatækni, eru jafn heillandi og þeir eru flóknir. Í hjarta þeirra býr samspil íhluta sem vinna saman að því að framleiða samfellt, magnað ljós. Þessi bloggfærsla kannar flækjustig þessara íhluta, studdur af vísindalegum meginreglum og jöfnum, til að veita dýpri skilning á leysitækni.

Ítarleg innsýn í íhluti leysikerfa: Tæknilegt sjónarhorn fyrir fagfólk

Íhlutur	Virkni	Dæmi
Miðlungsstyrkur	Magnunarmiðillinn er efnið í leysi sem notað er til að magna ljós. Hann auðveldar ljósmögnun með ferlinu „population inversion“ og örvuðu ljósgeislunar. Val á magnunarmiðli ákvarðar geislunareiginleika leysisins.	Fastfasa leysirt.d. Nd:YAG (neódýmíum-dópað yttríum ál granat), notað í læknisfræði og iðnaði.Gaslaserart.d. CO2 leysir, notaðir til skurðar og suðu.Hálfleiðaralaserar:t.d. leysidíóður, notaðar í ljósleiðarasamskiptum og leysibendi.
Dælugjafi	Dælugjafinn veitir orku til styrkingarmiðilsins til að ná fram umsnúningi íbúa (orkugjafinn fyrir umsnúning íbúa), sem gerir leysigeislavirkni mögulega.	Sjónræn dælingNotkun sterkra ljósgjafa eins og vasaljósa til að dæla föstuefnaleysigeislum.RafdælingAð örva gasið í gaslaserum með rafstraumi.Hálfleiðara dælaNotkun leysidíóða til að dæla föstuefnaleysimiðlinum.
Sjónhola	Ljósholið, sem samanstendur af tveimur speglum, endurkastar ljósi til að auka leiðarlengd ljóssins í styrkingarmiðlinum og auka þannig ljósmögnun. Það veitir afturvirka virkni fyrir leysimagnun og velur litrófs- og rúmfræðilega eiginleika ljóssins.	Planar-Planar CavityNotað í rannsóknarstofu, einföld uppbygging.Flat-íhólkur holaAlgengt í iðnaðarlaserum, gefur hágæða geisla. HringholaNotað í sértækum hönnunum hringlasera, eins og hringgaslasera.

Gain-miðillinn: Tengsl skammtafræði og ljósfræði

Skammtafræðileg virkni í styrkingarmiðli

Í styrkingarmiðlinum á sér stað grundvallarferli ljósmögnunar, fyrirbæri sem á djúpar rætur í skammtafræði. Samspil orkuástanda og agna innan miðilsins er stjórnað af meginreglum örvaðrar losunar og umsnúnings íbúa. Mikilvæga sambandið milli ljósstyrks (I), upphafsstyrks (I0), umskiptaþversniðsins (σ21) og fjölda agna á tveimur orkustigum (N2 og N1) er lýst með jöfnunni I = I0e^(σ21(N2-N1)L). Að ná umsnúningi íbúa, þar sem N2 > N1, er nauðsynlegt fyrir mögnun og er hornsteinn í leysigeislafræði.1].

Þriggja þrepa vs. fjögurra þrepa kerfi

Í hagnýtum leysigeislahönnunum eru þriggja stiga og fjögurra stiga kerfi almennt notuð. Þriggja stiga kerfi, þótt einföld séu, þurfa meiri orku til að ná fram umsnúningi í efnasamsetningu þar sem lægra orkustigið er grunnástandið. Fjögurra stiga kerfi, hins vegar, bjóða upp á skilvirkari leið til umsnúnings í efnasamsetningu vegna hraðrar geislunarlausrar hrörnunar frá hærra orkustigi, sem gerir þau algengari í nútíma leysigeislaforritum.2].

Is Erbíum-dópað glerávinningsmiðill?

Já, erbíum-dópað gler er vissulega tegund af styrkingarmiðli sem notaður er í leysigeirakerfum. Í þessu samhengi vísar „dóp“ til þess ferlis að bæta ákveðnu magni af erbíumjónum (Er³⁺) við glerið. Erbíum er sjaldgæft jarðefni sem, þegar það er fellt inn í glerhýsi, getur á áhrifaríkan hátt magnað ljós með örvuðum útgeislun, sem er grundvallarferli í leysigeirakerfum.

Erbíum-dópað gler er sérstaklega þekkt fyrir notkun þess í ljósleiðaralasera og ljósleiðaramagnara, sérstaklega í fjarskiptaiðnaðinum. Það hentar vel fyrir þessi forrit þar sem það magnar ljós á skilvirkan hátt við bylgjulengdir í kringum 1550 nm, sem er lykilbylgjulengd fyrir ljósleiðarasamskipti vegna lágs taps í hefðbundnum kísilþráðum.

Hinnerbíumjónir gleypa ljós frá dælunni (oft fráleysirdíóða) og eru örvuð í hærri orkuástand. Þegar þau snúa aftur í lægra orkuástand gefa þau frá sér ljóseindir á leysigeislunarbylgjulengdinni, sem stuðlar að leysigeislunarferlinu. Þetta gerir erbíum-dópað gler að áhrifaríku og mikið notaðu magnaraefni í ýmsum leysigeisla- og magnarahönnunum.

Tengdar bloggfærslur: Fréttir - Erbíum-dópað gler: Vísindi og notkun

Dælukerfi: Drifkrafturinn á bak við leysigeisla

Fjölbreyttar aðferðir til að ná fram umsnúningi íbúa

Val á dælukerfi er lykilatriði í hönnun leysigeisla og hefur áhrif á allt frá skilvirkni til úttaksbylgjulengdar. Ljósdæling, með því að nota utanaðkomandi ljósgjafa eins og flasslampa eða aðra leysigeisla, er algeng í föstu- og litarefnislaserum. Rafmagnsútfellingaraðferðir eru venjulega notaðar í gaslaserum, en hálfleiðaralaserar nota oft rafeindainnspýtingu. Skilvirkni þessara dælukerfa, sérstaklega í díóðudæluðum föstu-efnislaserum, hefur verið veruleg áhersla nýlegra rannsókna, sem býður upp á meiri skilvirkni og þéttleika.3].

Tæknileg atriði varðandi skilvirkni dælingar

Skilvirkni dælingarferlisins er mikilvægur þáttur í hönnun leysigeisla og hefur áhrif á heildarafköst og hentugleika notkunar. Í föstuefnaleysigeislum getur valið á milli flasslampa og leysigeisladíóða sem dælugjafa haft veruleg áhrif á skilvirkni kerfisins, hitauppstreymi og geislagæði. Þróun öflugra og skilvirkra leysigeisladíóða hefur gjörbylta DPSS leysikerfum og gert kleift að hanna þéttari og skilvirkari.4].

Ljósholið: Verkfræði leysigeislans

Hönnun holrýmis: Jafnvægisaðgerð eðlisfræði og verkfræði

Ljósholið, eða ómholið, er ekki bara óvirkur þáttur heldur virkur þátttakandi í mótun leysigeislans. Hönnun holsins, þar á meðal sveigja og stilling speglanna, gegnir lykilhlutverki í að ákvarða stöðugleika, stillingarbyggingu og afköst leysigeislans. Holið verður að vera hannað til að auka ljósfræðilegan ávinning og lágmarka tap, sem er áskorun sem sameinar ljósfræðilega verkfræði og bylgjuljósfræði.5.

Sveifluskilyrði og stillingarval

Til þess að leysisveiflur eigi sér stað verður ávinningurinn sem miðillinn veitir að vera meiri en tapið innan holrýmisins. Þetta skilyrði, ásamt kröfunni um samfellda bylgjuofursetningu, krefst þess að aðeins ákveðnar lengdarstillingar séu studdar. Stillingarbilið og heildarstillingarbyggingin eru undir áhrifum af efnislegri lengd holrýmisins og ljósbrotsstuðli ávinningsmiðilsins.6].

Niðurstaða

Hönnun og rekstur leysikerfa nær yfir breitt svið eðlisfræði og verkfræðilegra meginreglna. Frá skammtafræði sem stjórnar magnaramiðlinum til flókinnar verkfræði ljósholsins, gegnir hver íhlutur leysikerfis mikilvægu hlutverki í heildarvirkni þess. Þessi grein hefur veitt innsýn í flókinn heim leysitækni og býður upp á innsýn sem endurspeglar ítarlega þekkingu prófessora og ljósfræðiverkfræðinga á þessu sviði.

Tengd leysigeislaforrit

Tengdar vörur

Díóðudælt fastfasa leysir

Bættu rannsóknir þínar og notkunarsvið á við með díóðudæluðum fasta leysigeislum (DPSS) línunni okkar. Þessir leysigeislar, búnir mikilli dælugetu, einstakri geislagæði og óviðjafnanlegri stöðugleika, bjóða upp á fjölhæfar lausnir fyrir notkunarsvið.

Laserdíóða fylking

Díóðustaflarnir í seríunni eru fáanlegir í láréttum, lóðréttum, marghyrningum, hringlaga og smástöfluðum raðtegundum, lóðaðir saman með AuSn hörðu lóðunartækni. Kælistaflinn er hægt að nota í lýsingu, rannsóknum, uppgötvun og dælugjöfum.

Trefjatengd leysirdíóða

Trefjatengdir díóðulasar, sem gefa frá sér slétt og hringlaga ljós með samhverfum geislagæði, eru skilgreindir sem díóðulasertæki sem tengja ljósið sem myndast við ljósleiðara.

Erbíum-dópaður glerlaser

Erbium-dópað glerleysirinn okkar, þekktur sem 1535nm Eye-Safe Er Glass Laser, er framúrskarandi augnöruggur fjarlægðarmælir. Hann býður upp á áreiðanlega og hagkvæma afköst, gefur frá sér ljós sem gleypt er af hornhimnu og kristalla í auganu og tryggir öryggi sjónhimnu.

Heimildir

1. Siegman, AE (1986). Leysir. Háskólavísindabækur.
2. Svelto, O. (2010). Meginreglur leysigeisla. Springer.
3. Koechner, W. (2006). Fastfasa leysigeislatækni. Springer.
4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Díóðudælaðir fastfasalesar. Í Handbook of Laser Technology and Applications (III. bindi). CRC Press.
5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Leysigeislafræði. Wiley.
6. Silfvast, WT (2004). Grunnatriði leysigeisla. Cambridge University Press.

Birtingartími: 27. nóvember 2023

Lykilþættir leysis: Magnunarmiðill, dælugjafi og ljósop.