Gerast áskrifandi að samfélagsmiðlum okkar fyrir skjóta færslu

Leysir, hornsteinn nútímatækni, eru jafn heillandi og þeir eru flóknir. Í hjarta þeirra er sinfónía af íhlutum sem vinna saman að því að framleiða samhangandi, magnað ljós. Þetta blogg kafar ofan í ranghala þessara íhluta, studd af vísindalegum meginreglum og jöfnum, til að veita dýpri skilning á leysitækni.

Ítarleg innsýn í leysikerfisíhluti: tæknilegt sjónarhorn fyrir fagfólk

Hluti	Virka	Dæmi
Ávinningur miðlungs	Ávinningsmiðillinn er efnið í leysi sem notað er til að magna ljós. Það auðveldar ljósmögnun í gegnum ferlið við umbreytingu íbúa og örvaða losun. Val á styrkingarmiðli ákvarðar geislunareiginleika leysisins.	Solid-State leysir: td Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Granat), notað í læknisfræði og iðnaði.Gas leysir: td CO2 leysir, notaðir til að skera og suða.Hálfleiðara leysir:td leysidíóður, notaðar í ljósleiðarasamskiptum og leysibendingar.
Uppspretta dælingar	Dælugjafinn veitir orku til ávinningsmiðilsins til að ná þýðisviðsnúningi (orkugjafinn fyrir íbúaviðskipti), sem gerir leysiaðgerð kleift.	Optísk dæling: Notkun sterkra ljósgjafa eins og flassljósa til að dæla leysigeislum í föstu formi.Rafmagnsdæling: Örvar gasið í gasleysistækjum með rafstraumi.Hálfleiðara dæling: Notkun leysidíóða til að dæla leysiefninu í föstu formi.
Optical Cavity	Sjónholið, sem samanstendur af tveimur speglum, endurkastar ljósi til að auka ljósleiðarlengd í styrkmiðlinum og eykur þar með ljósmögnun. Það veitir endurgjöf fyrir leysimögnun, velur litrófs- og staðeiginleika ljóssins.	Planar-Planar Cavity: Notað í rannsóknarstofurannsóknum, einföld uppbygging.Planar-íhvolfur hola: Algengt í iðnaðarleysistækjum, veitir hágæða geisla. Hringhola: Notað í sértækri hönnun hringleysis, eins og hringgasleysis.

Ávinningsmiðillinn: Samhengi skammtafræði og ljósverkfræði

Skammtafræði í ávinningsmiðlinum

Ávinningsmiðillinn er þar sem grundvallarferli ljósmögnunar á sér stað, fyrirbæri sem á sér djúpar rætur í skammtafræði. Samspil orkuástanda og agna innan miðilsins er stjórnað af meginreglunum um örvaða útstreymi og öflun íbúa. Mikilvægu sambandinu milli ljósstyrks (I), upphafsstyrks (I0), þversniðs umbreytinga (σ21) og agnafjölda á orkustigunum tveimur (N2 og N1) er lýst með jöfnunni I = I0e^ (σ21(N2-N1)L). Að ná þýðisumsnúningi, þar sem N2 > N1, er nauðsynlegt fyrir mögnun og er hornsteinn leysieðlisfræðinnar[1].

Þriggja stiga vs fjögurra stiga kerfi

Í hagnýtri leysihönnun eru þriggja stiga og fjögurra stiga kerfi almennt notuð. Þriggja stiga kerfi, þó að það sé einfaldara, krefst meiri orku til að ná íbúasnúningi þar sem lægra leysistigið er grunnástandið. Fjögurra stiga kerfi bjóða aftur á móti upp á skilvirkari leið til að snúa við íbúafjölda vegna hraðrar rotnunar án geislunar frá hærra orkustigi, sem gerir þau algengari í nútíma leysibúnaði[2].

Is Erbium-dópað glerávinningsmiðill?

Já, erbium-dópað gler er örugglega tegund af ávinningsmiðli sem notaður er í leysikerfum. Í þessu samhengi vísar „lyfjanotkun“ til þess ferlis að bæta ákveðnu magni af erbíumjónum (Er³⁺) í glerið. Erbium er sjaldgæft jörð frumefni sem, þegar það er fellt inn í glerhýsil, getur á áhrifaríkan hátt magnað ljós með örvaðri losun, grundvallarferli í leysiaðgerðum.

Erbium-dópað gler er sérstaklega áberandi fyrir notkun þess í trefjalasara og trefjamagnara, sérstaklega í fjarskiptaiðnaðinum. Það hentar vel fyrir þessi forrit vegna þess að það magnar upp á skilvirkan hátt ljós á bylgjulengdum í kringum 1550 nm, sem er lykilbylgjulengd fyrir ljósleiðarasamskipti vegna lítils taps í venjulegum kísiltrefjum.

Theerbiumjónir gleypa dæluljós (oft frá alaser díóða) og eru spenntir fyrir hærri orkuástandi. Þegar þeir fara aftur í lægra orkuástand gefa þeir frá sér ljóseindir á leysisbylgjulengdinni, sem stuðlar að leysiferlinu. Þetta gerir erbium-dópað gler að áhrifaríku og mikið notaðu ávinningsmiðli í ýmsum leysi- og magnarahönnun.

Tengd blogg: Fréttir - Erbium-doped Glass: Vísindi og forrit

Dælubúnaður: Drifkrafturinn á bak við leysigeisla

Fjölbreyttar aðferðir til að ná lýðveldisbreytingu

Val á dælubúnaði er lykilatriði í leysihönnun, sem hefur áhrif á allt frá skilvirkni til úttaksbylgjulengdar. Optísk dæling, með ytri ljósgjöfum eins og flassljósum eða öðrum leysigeislum, er algeng í solid-state og dye leysir. Rafhleðsluaðferðir eru venjulega notaðar í gas leysir, en hálfleiðara leysir nota oft rafeindasprautun. Skilvirkni þessara dælubúnaðar, sérstaklega í díóðdældum leysigeislum, hefur verið mikilvægur áhersla nýlegra rannsókna, sem býður upp á meiri skilvirkni og þéttleika[3].

Tæknileg sjónarmið varðandi skilvirkni dælunnar

Skilvirkni dæluferlisins er mikilvægur þáttur í leysihönnun, sem hefur áhrif á heildarframmistöðu og notkunarhæfi. Í solid-state leysir getur valið á milli flassljósa og leysidíóða sem dælugjafa haft veruleg áhrif á skilvirkni kerfisins, hitauppstreymi og gæði geisla. Þróun á aflmiklum og afkastamiklum leysidíóðum hefur gjörbylt DPSS leysikerfum, sem gerir þéttari og skilvirkari hönnun kleift[4].

The Optical Cavity: Verkfræði leysigeisla

Hönnun holrýmis: Jafnvægislög eðlisfræði og verkfræði

Sjónholið, eða resonator, er ekki bara óvirkur hluti heldur virkur þátttakandi í að móta leysigeislann. Hönnun holrýmis, þar með talið sveigju og röðun spegla, gegnir mikilvægu hlutverki við að ákvarða stöðugleika, uppbyggingu og framleiðsla leysisins. Holið verður að vera hannað til að auka sjónstyrkinn á sama tíma og það lágmarkar tap, áskorun sem sameinar ljóstækni og bylgjuljósfræði5.

Sveifluskilyrði og stillingarval

Til þess að leysisveifla eigi sér stað verður ávinningurinn sem miðillinn veitir að vera meiri en tapið í holrúminu. Þetta ástand, ásamt kröfunni um samfellda bylgjuyfirstöðu, segir til um að aðeins ákveðnar lengdarstillingar séu studdar. Háttabilið og heildarhamsbyggingin eru undir áhrifum af líkamlegri lengd holrúmsins og brotstuðul styrkingarmiðilsins[6].

Niðurstaða

Hönnun og rekstur leysikerfa nær yfir breitt svið eðlisfræði og verkfræðilegra meginreglna. Frá skammtafræðinni sem stjórnar ávinningsmiðlinum til flókinnar verkfræði sjónholsins, gegnir hver hluti leysikerfis mikilvægu hlutverki í heildarvirkni þess. Þessi grein hefur veitt innsýn inn í flókinn heim leysitækninnar og býður upp á innsýn sem hljómar við háþróaðan skilning prófessora og sjónverkfræðinga á þessu sviði.

Tengd leysir umsókn

Tengdar vörur

Díóða dælt Solid State leysir

Lyftu rannsóknum þínum og forritum með Diode Pumped Solid State Lasers (DPSS) röðinni okkar. Þessir leysir, búnir með mikilli dælugetu, óvenjulegum geislagæðum og óviðjafnanlegum stöðugleika, bjóða upp á fjölhæfar lausnir fyrir notkun.

Laser díóða fylki

Röð leysidíóðastafla eru fáanlegar í láréttum, lóðréttum, marghyrningum, hringum og litlum staflaðum fylkjum, lóðaðar saman með AuSn harða lóðatækni. Hægt er að nota kælistokkinn í lýsingu, rannsóknir, uppgötvun og dælugjafa.

Trefja tengd leysidíóða

Trefjatengdir díóða leysir, sem gefa frá sér slétt og hringlaga ljós með samhverfum geislagæðum, eru skilgreindir sem díóða leysir tæki sem tengja ljósið sem myndast í ljósleiðara

Erbium-doped gler leysir

Erbium-doped glerleysirinn okkar, þekktur sem 1535nm Eye-Safe Er Glass leysirinn, skarar fram úr í augnöruggum fjarlægðarmælum. Það býður upp á áreiðanlega, hagkvæma frammistöðu, gefur frá sér ljós sem frásogast af hornhimnu og kristallaða augnbyggingu, sem tryggir öryggi sjónhimnu.

Heimildir

1. Siegman, AE (1986). Leysir. Háskólavísindabækur.
2. Svelto, O. (2010). Meginreglur Lasers. Springer.
3. Koechner, W. (2006). Solid-State Laser Engineering. Springer.
4. Piper, JA og Mildren, RP (2014). Díóða dælt Solid State leysir. Í Handbook of Laser Technology and Applications (Vol. III). CRC Press.
5. Milonni, PW og Eberly, JH (2010). Laser eðlisfræði. Wiley.
6. Silfvast, WT (2004). Laser grundvallaratriði. Cambridge University Press.

Pósttími: 27. nóvember 2023

Lykilþættir leysir: Gain Medium, Pump Source, og the Optical Cavity.