உடனடி பதிவிற்கு எங்கள் சமூக ஊடகங்களுக்கு குழுசேரவும்.
நவீன தொழில்நுட்பத்தின் மூலக்கல்லான லேசர்கள், அவை சிக்கலானவை போலவே கவர்ச்சிகரமானவை. அவற்றின் மையத்தில் ஒத்திசைவான, பெருக்கப்பட்ட ஒளியை உருவாக்க ஒன்றிணைந்து செயல்படும் கூறுகளின் சிம்பொனி உள்ளது. இந்த வலைப்பதிவு, லேசர் தொழில்நுட்பத்தைப் பற்றிய ஆழமான புரிதலை வழங்க, அறிவியல் கொள்கைகள் மற்றும் சமன்பாடுகளால் ஆதரிக்கப்படும் இந்தக் கூறுகளின் நுணுக்கங்களை ஆராய்கிறது.
லேசர் அமைப்பு கூறுகள் பற்றிய மேம்பட்ட நுண்ணறிவு: நிபுணர்களுக்கான தொழில்நுட்பக் கண்ணோட்டம்
| கூறு | செயல்பாடு | எடுத்துக்காட்டுகள் |
| நடுத்தர லாபம் | ஆதாய ஊடகம் என்பது ஒளியைப் பெருக்கப் பயன்படுத்தப்படும் லேசரில் உள்ள பொருளாகும். இது மக்கள்தொகை தலைகீழ் மற்றும் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு செயல்முறை மூலம் ஒளி பெருக்கத்தை எளிதாக்குகிறது. ஆதாய ஊடகத்தின் தேர்வு லேசரின் கதிர்வீச்சு பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது. | திட-நிலை லேசர்கள்: எ.கா., Nd:YAG (நியோடைமியம்-டோப் செய்யப்பட்ட யட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட்), மருத்துவ மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.எரிவாயு லேசர்கள்: எ.கா., வெட்டுதல் மற்றும் வெல்டிங்கிற்குப் பயன்படுத்தப்படும் CO2 லேசர்கள்.குறைக்கடத்தி லேசர்கள்:எ.கா., ஃபைபர் ஆப்டிக்ஸ் தொடர்பு மற்றும் லேசர் சுட்டிகளில் பயன்படுத்தப்படும் லேசர் டையோட்கள். |
| பம்பிங் மூலம் | பம்பிங் மூலமானது மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றத்தை (மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றத்திற்கான ஆற்றல் மூலமாக) அடைய ஆதாய ஊடகத்திற்கு ஆற்றலை வழங்குகிறது, இது லேசர் செயல்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது. | ஆப்டிகல் பம்பிங்: திட-நிலை லேசர்களை பம்ப் செய்ய ஃபிளாஷ்லேம்ப்கள் போன்ற தீவிர ஒளி மூலங்களைப் பயன்படுத்துதல்.மின்சார பம்பிங்: மின்சாரம் மூலம் வாயு லேசர்களில் உள்ள வாயுவை உற்சாகப்படுத்துதல்.குறைக்கடத்தி பம்பிங்: திட-நிலை லேசர் ஊடகத்தை பம்ப் செய்ய லேசர் டையோட்களைப் பயன்படுத்துதல். |
| ஒளியியல் குழி | இரண்டு கண்ணாடிகளைக் கொண்ட ஒளியியல் குழி, ஒளியைப் பிரதிபலிக்கும் ஊடகத்தில் ஒளியின் பாதை நீளத்தை அதிகரிக்கிறது, இதன் மூலம் ஒளி பெருக்கத்தை மேம்படுத்துகிறது. இது லேசர் பெருக்கத்திற்கான பின்னூட்ட பொறிமுறையை வழங்குகிறது, ஒளியின் நிறமாலை மற்றும் இடஞ்சார்ந்த பண்புகளைத் தேர்ந்தெடுக்கிறது. | பிளானர்-பிளானர் குழி: ஆய்வக ஆராய்ச்சியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, எளிமையான அமைப்பு.பிளானர்-குழிவான குழி: தொழில்துறை லேசர்களில் பொதுவானது, உயர்தர கற்றைகளை வழங்குகிறது. வளைய குழி: வளைய வாயு லேசர்கள் போன்ற வளைய லேசர்களின் குறிப்பிட்ட வடிவமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. |
ஆதாய ஊடகம்: குவாண்டம் இயக்கவியல் மற்றும் ஒளியியல் பொறியியலின் ஒரு இணைப்பு
ஆதாய ஊடகத்தில் குவாண்டம் இயக்கவியல்
குவாண்டம் இயக்கவியலில் ஆழமாக வேரூன்றிய ஒரு நிகழ்வு, ஒளி பெருக்கத்தின் அடிப்படை செயல்முறை நிகழும் இடம் ஆதாய ஊடகம் ஆகும். ஊடகத்திற்குள் ஆற்றல் நிலைகள் மற்றும் துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மற்றும் மக்கள்தொகை தலைகீழ் கொள்கைகளால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது. ஒளி தீவிரம் (I), ஆரம்ப தீவிரம் (I0), நிலைமாற்ற குறுக்குவெட்டு (σ21) மற்றும் இரண்டு ஆற்றல் மட்டங்களில் (N2 மற்றும் N1) துகள் எண்களுக்கு இடையிலான முக்கியமான உறவு I = I0e^(σ21(N2-N1)L என்ற சமன்பாட்டால் விவரிக்கப்படுகிறது. மக்கள்தொகை தலைகீழ் நிலையை அடைவது, அங்கு N2 > N1, பெருக்கத்திற்கு அவசியமானது மற்றும் லேசர் இயற்பியலின் ஒரு மூலக்கல்லாகும் [1].
மூன்று-நிலை vs. நான்கு-நிலை அமைப்புகள்
நடைமுறை லேசர் வடிவமைப்புகளில், மூன்று-நிலை மற்றும் நான்கு-நிலை அமைப்புகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மூன்று-நிலை அமைப்புகள் எளிமையானவை என்றாலும், குறைந்த லேசர் நிலை தரை நிலையாக இருப்பதால், மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றத்தை அடைய அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. மறுபுறம், நான்கு-நிலை அமைப்புகள், உயர் ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து விரைவான கதிர்வீச்சு அல்லாத சிதைவு காரணமாக மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றத்திற்கு மிகவும் திறமையான வழியை வழங்குகின்றன, இதனால் அவை நவீன லேசர் பயன்பாடுகளில் அதிகமாகக் காணப்படுகின்றன [2].
Is எர்பியம் கலந்த கண்ணாடிஒரு ஆதாய ஊடகமா?
ஆம், எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடி என்பது உண்மையில் லேசர் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு வகை ஆதாய ஊடகமாகும். இந்த சூழலில், "டோப்பிங்" என்பது கண்ணாடியில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு எர்பியம் அயனிகளை (Er³⁺) சேர்க்கும் செயல்முறையைக் குறிக்கிறது. எர்பியம் என்பது ஒரு அரிய பூமி உறுப்பு ஆகும், இது ஒரு கண்ணாடி ஹோஸ்டில் இணைக்கப்படும்போது, தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மூலம் ஒளியை திறம்பட பெருக்க முடியும், இது லேசர் செயல்பாட்டில் ஒரு அடிப்படை செயல்முறையாகும்.
எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடி, குறிப்பாக ஃபைபர் லேசர்கள் மற்றும் ஃபைபர் பெருக்கிகளில், குறிப்பாக தொலைத்தொடர்புத் துறையில் பயன்படுத்தப்படுவதால் குறிப்பிடத்தக்கது. இது இந்த பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது, ஏனெனில் இது 1550 nm அலைநீளங்களில் ஒளியை திறம்பட பெருக்குகிறது, இது நிலையான சிலிக்கா இழைகளில் குறைந்த இழப்பு காரணமாக ஆப்டிகல் ஃபைபர் தகவல்தொடர்புகளுக்கு ஒரு முக்கிய அலைநீளமாகும்.
திஎர்பியம்அயனிகள் பம்ப் ஒளியை உறிஞ்சுகின்றன (பெரும்பாலும் a இலிருந்துலேசர் டையோடு) மற்றும் அதிக ஆற்றல் நிலைகளுக்கு உற்சாகமாக இருக்கும். அவை குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்குத் திரும்பும்போது, அவை லேசிங் அலைநீளத்தில் ஃபோட்டான்களை வெளியிடுகின்றன, இது லேசர் செயல்முறைக்கு பங்களிக்கிறது. இது எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடியை பல்வேறு லேசர் மற்றும் பெருக்கி வடிவமைப்புகளில் ஒரு பயனுள்ள மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஆதாய ஊடகமாக மாற்றுகிறது.
தொடர்புடைய வலைப்பதிவுகள்: செய்திகள் - எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடி: அறிவியல் & பயன்பாடுகள்
பம்பிங் வழிமுறைகள்: லேசர்களுக்குப் பின்னால் உள்ள உந்து சக்தி
மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றத்தை அடைவதற்கான பல்வேறு அணுகுமுறைகள்
லேசர் வடிவமைப்பில் பம்பிங் பொறிமுறையின் தேர்வு மிக முக்கியமானது, இது செயல்திறன் முதல் வெளியீட்டு அலைநீளம் வரை அனைத்தையும் பாதிக்கிறது. ஃபிளாஷ்லேம்ப்கள் அல்லது பிற லேசர்கள் போன்ற வெளிப்புற ஒளி மூலங்களைப் பயன்படுத்தி ஆப்டிகல் பம்பிங் செய்வது, திட-நிலை மற்றும் சாய லேசர்களில் பொதுவானது. மின்சார வெளியேற்ற முறைகள் பொதுவாக வாயு லேசர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் குறைக்கடத்தி லேசர்கள் பெரும்பாலும் எலக்ட்ரான் ஊசியைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த பம்பிங் பொறிமுறைகளின் செயல்திறன், குறிப்பாக டையோடு-பம்ப் செய்யப்பட்ட திட-நிலை லேசர்களில், சமீபத்திய ஆராய்ச்சியின் குறிப்பிடத்தக்க மையமாக உள்ளது, இது அதிக செயல்திறன் மற்றும் சுருக்கத்தை வழங்குகிறது [3].
பம்பிங் செயல்திறனில் தொழில்நுட்ப பரிசீலனைகள்
பம்பிங் செயல்முறையின் செயல்திறன் லேசர் வடிவமைப்பின் ஒரு முக்கிய அம்சமாகும், இது ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் மற்றும் பயன்பாட்டு பொருத்தத்தை பாதிக்கிறது. திட-நிலை லேசர்களில், பம்ப் மூலமாக ஃபிளாஷ்லேம்ப்கள் மற்றும் லேசர் டையோட்களுக்கு இடையேயான தேர்வு அமைப்பின் செயல்திறன், வெப்ப சுமை மற்றும் பீம் தரத்தை கணிசமாக பாதிக்கும். உயர்-சக்தி, உயர்-செயல்திறன் லேசர் டையோட்களின் வளர்ச்சி DPSS லேசர் அமைப்புகளில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது, இது மிகவும் சிறிய மற்றும் திறமையான வடிவமைப்புகளை செயல்படுத்துகிறது [4].
ஒளியியல் குழி: லேசர் கற்றை பொறியியல்
குழி வடிவமைப்பு: இயற்பியல் மற்றும் பொறியியலின் சமநிலைப்படுத்தும் சட்டம்
ஒளியியல் குழி அல்லது ரெசனேட்டர் என்பது வெறும் செயலற்ற கூறு மட்டுமல்ல, லேசர் கற்றை வடிவமைப்பதில் ஒரு செயலில் பங்கேற்பாளராகவும் உள்ளது. கண்ணாடிகளின் வளைவு மற்றும் சீரமைப்பு உள்ளிட்ட குழியின் வடிவமைப்பு, லேசரின் நிலைத்தன்மை, பயன்முறை அமைப்பு மற்றும் வெளியீட்டை தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இழப்புகளைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் ஒளியியல் ஆதாயத்தை மேம்படுத்த குழி வடிவமைக்கப்பட வேண்டும், இது ஒளியியல் பொறியியலை அலை ஒளியியலுடன் இணைக்கும் ஒரு சவாலாகும்.5.
அலைவு நிலைமைகள் மற்றும் பயன்முறை தேர்வு
லேசர் அலைவு ஏற்பட, ஊடகத்தால் வழங்கப்படும் ஆதாயம் குழிக்குள் ஏற்படும் இழப்புகளை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும். இந்த நிலை, ஒத்திசைவான அலை சூப்பர்போசிஷனுக்கான தேவையுடன் இணைந்து, சில நீளமான முறைகள் மட்டுமே ஆதரிக்கப்பட வேண்டும் என்று ஆணையிடுகிறது. பயன்முறை இடைவெளி மற்றும் ஒட்டுமொத்த பயன்முறை அமைப்பு குழியின் இயற்பியல் நீளம் மற்றும் ஆதாய ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டால் பாதிக்கப்படுகிறது [6].
முடிவுரை
லேசர் அமைப்புகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாடு பரந்த அளவிலான இயற்பியல் மற்றும் பொறியியல் கொள்கைகளை உள்ளடக்கியது. ஆதாய ஊடகத்தை நிர்வகிக்கும் குவாண்டம் இயக்கவியல் முதல் ஒளியியல் குழியின் சிக்கலான பொறியியல் வரை, லேசர் அமைப்பின் ஒவ்வொரு கூறுகளும் அதன் ஒட்டுமொத்த செயல்பாட்டில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. இந்தக் கட்டுரை லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் சிக்கலான உலகத்தைப் பற்றிய ஒரு பார்வையை வழங்கியுள்ளது, மேலும் இந்தத் துறையில் உள்ள பேராசிரியர்கள் மற்றும் ஒளியியல் பொறியாளர்களின் மேம்பட்ட புரிதலுடன் ஒத்திருக்கும் நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது.
குறிப்புகள்
- 1. சீக்மேன், ஏஇ (1986). லேசர்கள். பல்கலைக்கழக அறிவியல் புத்தகங்கள்.
- 2. ஸ்வெல்டோ, ஓ. (2010). லேசர்களின் கொள்கைகள். ஸ்பிரிங்கர்.
- 3. கோச்னர், டபிள்யூ. (2006). சாலிட்-ஸ்டேட் லேசர் பொறியியல். ஸ்பிரிங்கர்.
- 4. பைபர், ஜேஏ, & மில்ட்ரென், ஆர்பி (2014). டையோடு பம்ப் செய்யப்பட்ட சாலிட் ஸ்டேட் லேசர்கள். லேசர் தொழில்நுட்பம் மற்றும் பயன்பாடுகளின் கையேட்டில் (தொகுதி III). CRC பிரஸ்.
- 5. மிலோனி, பிடபிள்யூ, & எபர்லி, ஜேஹெச் (2010). லேசர் இயற்பியல். விலே.
- 6. சில்ஃப்வாஸ்ட், டபிள்யூ.டி (2004). லேசர் அடிப்படைகள். கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக்கழக அச்சகம்.
இடுகை நேரம்: நவம்பர்-27-2023