Mag-subscribe sa among Social Media para sa mga post nga dali ra ma-post
Sa kinauyokan niini, ang laser pumping mao ang proseso sa paghatag og enerhiya sa usa ka medium aron makab-ot ang usa ka kahimtang diin kini makapagawas og kahayag sa laser. Kasagaran kini gihimo pinaagi sa pag-inject og kahayag o kuryente ngadto sa medium, nga makapadasig sa mga atomo niini ug mosangpot sa pagpagawas sa coherent light. Kini nga pundasyon nga proseso miuswag pag-ayo sukad sa pag-abot sa unang mga laser sa tunga-tunga sa ika-20 nga siglo.
Samtang kanunay nga gimodelo pinaagi sa mga rate equation, ang laser pumping sa panguna usa ka proseso sa quantum mechanical. Naglambigit kini sa komplikado nga mga interaksyon tali sa mga photon ug sa atomic o molekular nga istruktura sa gain medium. Ang mga abanteng modelo nagkonsiderar sa mga panghitabo sama sa mga oscillations sa Rabi, nga naghatag ug mas detalyado nga pagsabot niini nga mga interaksyon.
Ang laser pumping usa ka proseso diin ang enerhiya, kasagaran sa porma sa kahayag o kuryente, gisuplay sa gain medium sa laser aron mapataas ang mga atomo o molekula niini ngadto sa mas taas nga estado sa enerhiya. Kini nga pagbalhin sa enerhiya hinungdanon alang sa pagkab-ot sa population inversion, usa ka estado diin daghang mga partikulo ang na-excite kaysa sa mas ubos nga estado sa enerhiya, nga nagtugot sa medium sa pag-amplify sa kahayag pinaagi sa stimulated emission. Ang proseso naglambigit sa komplikado nga mga interaksyon sa quantum, nga kanunay gimodelo pinaagi sa mga rate equation o mas abante nga mga quantum mechanical framework. Ang mga importanteng aspeto naglakip sa pagpili sa tinubdan sa bomba (sama sa mga laser diode o discharge lamp), pump geometry (side o end pumping), ug ang pag-optimize sa mga kinaiya sa suga sa bomba (spectrum, intensity, beam quality, polarization) aron mohaum sa piho nga mga kinahanglanon sa gain medium. Ang laser pumping hinungdanon sa lainlaing mga tipo sa laser, lakip ang solid-state, semiconductor, ug gas laser, ug hinungdanon alang sa episyente ug epektibo nga operasyon sa laser.
Mga Matang sa Optically Pumped Lasers
1. Mga Solid-State Laser nga adunay Doped Insulators
· Kinatibuk-ang Pagtan-aw:Kini nga mga laser naggamit ug electrically insulating host medium ug nagsalig sa optical pumping aron ma-energize ang laser-active ions. Usa ka komon nga pananglitan mao ang neodymium sa YAG lasers.
·Bag-ong Panukiduki:Usa ka pagtuon ni A. Antipov et al. naghisgot bahin sa usa ka solid-state near-IR laser para sa spin-exchange optical pumping. Kini nga panukiduki nagpasiugda sa mga pag-uswag sa teknolohiya sa solid-state laser, labi na sa near-infrared spectrum, nga hinungdanon alang sa mga aplikasyon sama sa medical imaging ug telekomunikasyon.
Dugang nga Basahon:Usa ka Solid-State Near-IR Laser para sa Spin-Exchange Optical Pumping
2. Mga Laser nga Semiconductor
·Kinatibuk-ang Impormasyon: Kasagaran gibomba sa kuryente, ang mga semiconductor laser makabenepisyo usab gikan sa optical pumping, labi na sa mga aplikasyon nga nanginahanglan taas nga kahayag, sama sa Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers (VECSELs).
·Mga Bag-ong Kalamboan: Ang trabaho ni U. Keller sa optical frequency combs gikan sa ultrafast solid-state ug semiconductor lasers naghatag og mga panabut sa pagmugna og stable frequency combs gikan sa diode-pumped solid-state ug semiconductor lasers. Kini nga pag-uswag importante alang sa mga aplikasyon sa optical frequency metrology.
Dugang nga Basahon:Mga optical frequency comb gikan sa ultrafast solid-state ug semiconductor lasers
3. Mga Gas Laser
·Optical Pumping sa mga Gas Laser: Ang pipila ka klase sa gas laser, sama sa alkali vapor lasers, naggamit og optical pumping. Kini nga mga laser kanunay gigamit sa mga aplikasyon nga nanginahanglan og coherent light sources nga adunay piho nga mga kabtangan.
Mga Tinubdan para sa Optical Pumping
Mga Lampara sa PagpagawasKasagaran sa mga lamp-pumped laser, ang mga discharge lamp gigamit tungod sa ilang taas nga gahum ug lapad nga spectrum. Si YA Mandryko et al. nakaugmad og power model sa impulse arc discharge generation sa active media optical pumping xenon lamps sa solid-state lasers. Kini nga modelo makatabang sa pag-optimize sa performance sa impulse pumping lamps, nga importante alang sa episyente nga operasyon sa laser.
Mga Diode sa Laser:Gigamit sa mga diode-pumped laser, ang mga laser diode nagtanyag og mga bentaha sama sa taas nga efficiency, compact nga gidak-on, ug ang abilidad nga ma-fine tune.
Dugang nga basahon:Unsa ang usa ka laser diode?
Mga Flash LightAng mga flash lamp kay mga intense, broad-spectrum light sources nga kasagarang gigamit para sa pagbomba sa solid-state lasers, sama sa ruby o Nd:YAG lasers. Naghatag kini og high-intensity burst of light nga makapa-excite sa laser medium.
Mga Lamp sa ArcSusama sa mga flash lamp apan gidisenyo alang sa padayon nga operasyon, ang mga arc lamp nagtanyag og makanunayong tinubdan sa kusog nga kahayag. Gigamit kini sa mga aplikasyon diin gikinahanglan ang padayon nga operasyon sa wave (CW) laser.
Mga LED (Light Emitting Diode)Bisan dili sama ka komon sa mga laser diode, ang mga LED magamit alang sa optical pumping sa pipila ka mga aplikasyon nga ubos ang gahum. Kini adunay bentaha tungod sa ilang taas nga kinabuhi, barato, ug anaa sa lainlaing mga wavelength.
Kahayag sa adlawSa pipila ka mga eksperimento, ang gikonsentrar nga kahayag sa adlaw gigamit isip tinubdan sa bomba para sa mga solar-pumped laser. Kini nga pamaagi naggamit sa solar energy, nga naghimo niini nga usa ka mabag-o ug barato nga tinubdan, bisan kung kini dili kaayo makontrol ug dili kaayo kusog kon itandi sa artipisyal nga mga tinubdan sa kahayag.
Mga Diode sa Laser nga Gidugtong sa FiberKini mga laser diode nga konektado sa optical fibers, nga mas episyente nga naghatud sa pump light ngadto sa laser medium. Kini nga pamaagi labi ka mapuslanon sa mga fiber laser ug sa mga sitwasyon diin ang tukma nga paghatud sa pump light hinungdanon.
Ubang mga LaserUsahay, ang usa ka laser gigamit sa pagbomba sa lain. Pananglitan, ang usa ka frequency-doubled Nd: YAG laser mahimong gamiton sa pagbomba sa usa ka dye laser. Kini nga pamaagi kanunay gigamit kung gikinahanglan ang piho nga mga wavelength alang sa proseso sa pagbomba nga dili dali makab-ot gamit ang naandan nga mga tinubdan sa kahayag.
Solid-state laser nga gibomba sa diode
Inisyal nga Tinubdan sa EnerhiyaAng proseso magsugod sa usa ka diode laser, nga nagsilbing tinubdan sa bomba. Ang mga diode laser gipili tungod sa ilang kahusayan, gamay nga gidak-on, ug abilidad sa pagpagawas sa kahayag sa piho nga mga wavelength.
Kahayag sa Bomba:Ang diode laser mopagawas ug kahayag nga masuhop sa solid-state gain medium. Ang wavelength sa diode laser gipahaom aron mohaom sa mga kinaiya sa pagsuhop sa gain medium.
Solidong EstadoGain Medium
Materyal:Ang gain medium sa mga DPSS laser kasagaran usa ka solid-state nga materyal sama sa Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet), Nd:YVO4 (Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate), o Yb:YAG (Ytterbium-doped Yttrium Aluminum Garnet).
Pag-doping:Kini nga mga materyales gidugangan og mga rare-earth ion (sama sa Nd o Yb), nga mao ang mga aktibong laser ion.
Pagsuhop ug Pagpukaw sa Enerhiya:Kon ang pump light gikan sa diode laser mosulod sa gain medium, ang mga rare-earth ion mosuhop niini nga enerhiya ug mo-excite ngadto sa mas taas nga energy states.
Pagbaliktad sa Populasyon
Pagkab-ot sa Inversion sa Populasyon:Ang yawe sa aksyon sa laser mao ang pagkab-ot sa population inversion sa gain medium. Kini nagpasabot nga mas daghang ions ang naa sa excited state kaysa sa ground state.
Gipukaw nga Emisyon:Sa higayon nga makab-ot na ang population inversion, ang pagpaila sa usa ka photon nga katumbas sa kalainan sa enerhiya tali sa excited ug ground states makapadasig sa excited ions nga mobalik sa ground state, nga mopagawas og photon sa proseso.
Optikal nga Resonator
Mga Salamin: Ang gain medium gibutang sulod sa usa ka optical resonator, nga kasagaran giporma sa duha ka salamin sa matag tumoy sa medium.
Feedback ug Amplipikasyon: Usa sa mga salamin kay taas og repleksyon, ug ang usa kay partially reflective. Ang mga photon mobounce balik-balik taliwala niining mga salamin, nga mopadasig sa dugang nga mga emisyon ug mopadako sa kahayag.
Pagpagawas sa Laser
Coherent Light: Ang mga photon nga gipagawas kay coherent, buot ipasabot nga sila naa sa phase ug parehas og wavelength.
Output: Ang partially reflective nga salamin motugot sa pipila niini nga kahayag nga moagi, nga maporma ang laser beam nga mogawas sa DPSS laser.
Mga Heometriya sa Pagbomba: Pagbomba sa Kilid vs. sa Tumoy
| Pamaagi sa Pagbomba | Deskripsyon | Mga Aplikasyon | Mga Bentaha | Mga Hamon |
|---|---|---|---|---|
| Pagbomba sa Kilid | Ang suga sa bomba gipaila nga patindog sa medium sa laser | Mga laser nga rod o fiber | Parehas nga pag-apod-apod sa suga sa bomba, angay alang sa mga aplikasyon nga taas og gahum | Dili parehas nga pag-apod-apod sa gain, mas ubos nga kalidad sa beam |
| Katapusan sa Pagbomba | Ang suga sa bomba nga gipunting subay sa parehas nga axis sama sa laser beam | Mga solid-state laser sama sa Nd:YAG | Parehas nga pag-apod-apod sa gain, mas taas nga kalidad sa beam | Komplikado nga pag-align, dili kaayo episyente nga pagpalapad sa kainit sa mga high-power laser |
Mga Kinahanglanon para sa Epektibong Bomba nga Kahayag
| Kinahanglanon | Kamahinungdanon | Epekto/Balanse | Dugang nga mga Nota |
|---|---|---|---|
| Angayan sa Spectrum | Ang wavelength kinahanglan nga mohaom sa absorption spectrum sa laser medium | Nagsiguro sa episyente nga pagsuhop ug epektibo nga pagbalit-ad sa populasyon | - |
| Kakusog | Kinahanglan nga igo ang gitas-on para sa gitinguha nga lebel sa pagpukaw | Ang sobra ka taas nga intensidad mahimong hinungdan sa kadaot sa kainit; ang sobra ka ubos dili makab-ot ang inversion sa populasyon | - |
| Kalidad sa Sinag | Ilabi na nga kritikal sa mga end-pumped laser | Nagsiguro sa episyente nga pagkabit ug nakatampo sa kalidad sa gipagawas nga laser beam | Ang taas nga kalidad sa sinag hinungdanon alang sa tukma nga pagsapaw sa suga sa bomba ug gidaghanon sa laser mode |
| Polarisasyon | Gikinahanglan para sa media nga adunay anisotropic properties | Nagpalambo sa kahusayan sa pagsuhop ug makaapekto sa polarisasyon sa gipabuga nga kahayag sa laser | Mahimong gikinahanglan ang piho nga kahimtang sa polarisasyon |
| Kakusog sa Kasaba | Ang ubos nga lebel sa kasaba hinungdanon | Ang pag-usab-usab sa intensity sa kahayag sa bomba makaapekto sa kalidad ug kalig-on sa output sa laser | Importante para sa mga aplikasyon nga nanginahanglan og taas nga kalig-on ug katukma |
Oras sa pag-post: Disyembre-01-2023