லேசரின் முக்கிய கூறுகள்: மீடியம், பம்ப் சோர்ஸ் மற்றும் ஆப்டிகல் கேவிட்டி.

உடனடி இடுகைகளுக்கு எங்கள் சமூக ஊடகத்திற்கு குழுசேரவும்

நவீன தொழில்நுட்பத்தின் மூலக்கல்லான லேசர்கள், சிக்கலானவை போலவே கவர்ச்சிகரமானவை.அவற்றின் இதயத்தில் ஒத்திசைவான, பெருக்கப்பட்ட ஒளியை உருவாக்குவதற்கு ஒருங்கிணைந்து செயல்படும் கூறுகளின் சிம்பொனி உள்ளது.லேசர் தொழில்நுட்பத்தைப் பற்றிய ஆழமான புரிதலை வழங்க, அறிவியல் கோட்பாடுகள் மற்றும் சமன்பாடுகளால் ஆதரிக்கப்படும் இந்தக் கூறுகளின் நுணுக்கங்களை இந்த வலைப்பதிவு ஆராய்கிறது.

 

லேசர் சிஸ்டம் கூறுகள் பற்றிய மேம்பட்ட நுண்ணறிவு: நிபுணர்களுக்கான தொழில்நுட்பக் கண்ணோட்டம்

 

கூறு

செயல்பாடு

எடுத்துக்காட்டுகள்

சராசரி ஆதாயம் ஆதாய ஊடகம் என்பது ஒளியைப் பெருக்கப் பயன்படும் லேசரில் உள்ள பொருள்.இது மக்கள்தொகை தலைகீழ் மற்றும் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு செயல்முறை மூலம் ஒளி பெருக்கத்தை எளிதாக்குகிறது.ஆதாய ஊடகத்தின் தேர்வு லேசரின் கதிர்வீச்சு பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது. சாலிட்-ஸ்டேட் லேசர்கள்: எ.கா, Nd:YAG (நியோடைமியம்-டோப் செய்யப்பட்ட யட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட்), மருத்துவம் மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.வாயு லேசர்கள்: எ.கா., CO2 லேசர்கள், வெட்டுவதற்கும் வெல்டிங்கிற்கும் பயன்படுகிறது.குறைக்கடத்தி லேசர்கள்:எ.கா., லேசர் டையோட்கள், ஃபைபர் ஆப்டிக்ஸ் கம்யூனிகேஷன் மற்றும் லேசர் சுட்டிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
உந்தி மூல பம்பிங் மூலமானது மக்கள்தொகை தலைகீழ் (மக்கள்தொகை தலைகீழுக்கான ஆற்றல் ஆதாரம்) அடைய ஆதாய ஊடகத்திற்கு ஆற்றலை வழங்குகிறது, இது லேசர் செயல்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது. ஆப்டிகல் பம்பிங்: திட-நிலை லேசர்களை பம்ப் செய்ய ஃப்ளாஷ்லேம்ப்கள் போன்ற தீவிர ஒளி மூலங்களைப் பயன்படுத்துதல்.மின் உந்தி: மின்சாரம் மூலம் வாயு லேசர்களில் வாயுவை உற்சாகப்படுத்துகிறது.குறைக்கடத்தி உந்தி: திட நிலை லேசர் ஊடகத்தை பம்ப் செய்ய லேசர் டையோட்களைப் பயன்படுத்துதல்.
ஆப்டிகல் குழி இரண்டு கண்ணாடிகளைக் கொண்ட ஆப்டிகல் குழி, ஆதாய ஊடகத்தில் ஒளியின் பாதை நீளத்தை அதிகரிக்க ஒளியைப் பிரதிபலிக்கிறது, இதன் மூலம் ஒளி பெருக்கத்தை அதிகரிக்கிறது.இது ஒளியின் நிறமாலை மற்றும் இடஞ்சார்ந்த பண்புகளைத் தேர்ந்தெடுத்து லேசர் பெருக்கத்திற்கான பின்னூட்ட பொறிமுறையை வழங்குகிறது. பிளானர்-பிளானர் குழி: ஆய்வக ஆராய்ச்சியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, எளிய அமைப்பு.பிளானர்-குழிவான குழிதொழில்துறை லேசர்களில் பொதுவானது, உயர்தர கற்றைகளை வழங்குகிறது. ரிங் கேவிட்டி: ரிங் கேஸ் லேசர்கள் போன்ற ரிங் லேசர்களின் குறிப்பிட்ட வடிவமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

 

தி கெயின் மீடியம்: குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ் மற்றும் ஆப்டிகல் இன்ஜினியரிங் ஒரு இணைப்பு

ஆதாய ஊடகத்தில் குவாண்டம் டைனமிக்ஸ்

ஆதாய ஊடகம் என்பது குவாண்டம் இயக்கவியலில் ஆழமாக வேரூன்றிய ஒரு நிகழ்வு, ஒளி பெருக்கத்தின் அடிப்படை செயல்முறை நிகழ்கிறது.ஆற்றல் நிலைகள் மற்றும் ஊடகத்தில் உள்ள துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மற்றும் மக்கள்தொகை தலைகீழ் கொள்கைகளால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது.ஒளி தீவிரம் (I), ஆரம்ப தீவிரம் (I0), மாற்றம் குறுக்குவெட்டு (σ21) மற்றும் இரண்டு ஆற்றல் மட்டங்களில் (N2 மற்றும் N1) துகள் எண்களுக்கு இடையிலான முக்கியமான உறவு I = I0e^ சமன்பாட்டால் விவரிக்கப்படுகிறது. (σ21(N2-N1)L).மக்கள்தொகை தலைகீழ் நிலையை அடைவது, அங்கு N2 > N1, பெருக்கத்திற்கு இன்றியமையாதது மற்றும் லேசர் இயற்பியலின் ஒரு மூலக்கல்லாகும்[1].

 

மூன்று-நிலை எதிராக 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 நிலையை அடைய அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.நான்கு-நிலை அமைப்புகள், மறுபுறம், அதிக ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து விரைவான கதிர்வீச்சு அல்லாத சிதைவின் காரணமாக மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றத்திற்கு மிகவும் திறமையான வழியை வழங்குகின்றன, மேலும் அவை நவீன லேசர் பயன்பாடுகளில் மிகவும் பரவலாக உள்ளன.2].

 

Is எர்பியம் கலந்த கண்ணாடிஒரு ஆதாய ஊடகமா?

ஆம், எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடி என்பது லேசர் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு வகை ஆதாய ஊடகமாகும்.இந்த சூழலில், "டோப்பிங்" என்பது கண்ணாடியில் குறிப்பிட்ட அளவு எர்பியம் அயனிகளை (Er³⁺) சேர்க்கும் செயல்முறையைக் குறிக்கிறது.எர்பியம் என்பது ஒரு அரிய பூமி உறுப்பு ஆகும், இது ஒரு கண்ணாடி ஹோஸ்டில் இணைக்கப்படும் போது, ​​லேசர் செயல்பாட்டில் ஒரு அடிப்படை செயல்முறையான தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மூலம் ஒளியை திறம்பட பெருக்க முடியும்.

எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடி குறிப்பாக ஃபைபர் லேசர்கள் மற்றும் ஃபைபர் பெருக்கிகளில், குறிப்பாக தொலைத்தொடர்பு துறையில் அதன் பயன்பாட்டிற்கு குறிப்பிடத்தக்கது.இந்த பயன்பாடுகளுக்கு இது மிகவும் பொருத்தமானது, ஏனெனில் இது 1550 nm அலைநீளத்தில் ஒளியை திறமையாக பெருக்குகிறது, இது நிலையான சிலிக்கா இழைகளில் குறைந்த இழப்பின் காரணமாக ஆப்டிகல் ஃபைபர் தகவல்தொடர்புக்கான முக்கிய அலைநீளமாகும்.

திஎர்பியம்அயனிகள் பம்ப் ஒளியை உறிஞ்சுகின்றன (பெரும்பாலும் aலேசர் டையோடு) மற்றும் அதிக ஆற்றல் நிலைகளுக்கு உற்சாகமாக உள்ளது.அவை குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்குத் திரும்பும்போது, ​​அவை லேசிங் அலைநீளத்தில் ஃபோட்டான்களை வெளியிடுகின்றன, இது லேசர் செயல்முறைக்கு பங்களிக்கிறது.இது பல்வேறு லேசர் மற்றும் பெருக்கி வடிவமைப்புகளில் எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடியை பயனுள்ள மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஆதாய ஊடகமாக ஆக்குகிறது.

தொடர்புடைய வலைப்பதிவுகள்: செய்தி - எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடி: அறிவியல் & பயன்பாடுகள்

உந்தி இயந்திரங்கள்: லேசர்களுக்குப் பின்னால் உள்ள உந்து சக்தி

மக்கள்தொகை மாற்றத்தை அடைவதற்கான பல்வேறு அணுகுமுறைகள்

பம்பிங் பொறிமுறையின் தேர்வு லேசர் வடிவமைப்பில் முக்கியமானது, செயல்திறன் முதல் வெளியீட்டு அலைநீளம் வரை அனைத்தையும் பாதிக்கிறது.ஃப்ளாஷ்லேம்ப்கள் அல்லது பிற லேசர்கள் போன்ற வெளிப்புற ஒளி மூலங்களைப் பயன்படுத்தி ஆப்டிகல் பம்பிங், திட நிலை மற்றும் சாய லேசர்களில் பொதுவானது.மின்சார வெளியேற்ற முறைகள் பொதுவாக வாயு லேசர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே சமயம் குறைக்கடத்தி லேசர்கள் பெரும்பாலும் எலக்ட்ரான் ஊசியைப் பயன்படுத்துகின்றன.குறிப்பாக டையோடு-பம்ப் செய்யப்பட்ட சாலிட்-ஸ்டேட் லேசர்களில், இந்த உந்தி பொறிமுறைகளின் செயல்திறன், சமீபத்திய ஆராய்ச்சியின் குறிப்பிடத்தக்க மையமாக உள்ளது, இது அதிக செயல்திறன் மற்றும் கச்சிதமான தன்மையை வழங்குகிறது.3].

 

உந்தித் திறனில் தொழில்நுட்பக் கருத்தாய்வுகள்

பம்பிங் செயல்முறையின் செயல்திறன் லேசர் வடிவமைப்பின் முக்கியமான அம்சமாகும், இது ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் மற்றும் பயன்பாட்டு பொருத்தத்தை பாதிக்கிறது.திட-நிலை லேசர்களில், மின்விளக்குகள் மற்றும் லேசர் டையோட்களை பம்ப் மூலமாக தேர்வு செய்வது, கணினியின் செயல்திறன், வெப்ப சுமை மற்றும் பீம் தரத்தை கணிசமாக பாதிக்கும்.உயர்-சக்தி, உயர்-செயல்திறன் லேசர் டையோட்களின் வளர்ச்சி DPSS லேசர் அமைப்புகளில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது, மேலும் சிறிய மற்றும் திறமையான வடிவமைப்புகளை செயல்படுத்துகிறது[4].

 

ஆப்டிகல் கேவிட்டி: லேசர் கற்றை பொறியியல்

 

குழி வடிவமைப்பு: இயற்பியல் மற்றும் பொறியியலின் சமநிலைச் சட்டம்

ஆப்டிகல் கேவிட்டி, அல்லது ரெசனேட்டர், ஒரு செயலற்ற கூறு மட்டுமல்ல, லேசர் கற்றை வடிவமைப்பதில் செயலில் பங்கேற்பவர்.கண்ணாடியின் வளைவு மற்றும் சீரமைப்பு உட்பட குழியின் வடிவமைப்பு, லேசரின் நிலைத்தன்மை, முறை அமைப்பு மற்றும் வெளியீட்டை தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.ஒளியியல் பொறியியலை அலை ஒளியியலுடன் இணைக்கும் சவாலான இழப்புகளைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் ஒளியியல் ஆதாயத்தை மேம்படுத்தும் வகையில் குழி வடிவமைக்கப்பட வேண்டும்.5.

அலைவு நிலைகள் மற்றும் பயன்முறை தேர்வு

லேசர் அலைவு ஏற்பட, ஊடகம் வழங்கும் ஆதாயம் குழிக்குள் உள்ள இழப்புகளை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.இந்த நிலை, ஒத்திசைவான அலை சூப்பர்போசிஷனுக்கான தேவையுடன் இணைந்து, சில நீளமான முறைகள் மட்டுமே ஆதரிக்கப்படுகின்றன.பயன்முறை இடைவெளி மற்றும் ஒட்டுமொத்த பயன்முறை அமைப்பு குழியின் இயற்பியல் நீளம் மற்றும் ஆதாய ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டால் பாதிக்கப்படுகிறது[6].

 

முடிவுரை

லேசர் அமைப்புகளின் வடிவமைப்பும் செயல்பாடும் இயற்பியல் மற்றும் பொறியியல் கொள்கைகளின் பரந்த நிறமாலையை உள்ளடக்கியது.ஆதாய ஊடகத்தை நிர்வகிக்கும் குவாண்டம் இயக்கவியல் முதல் ஆப்டிகல் குழியின் சிக்கலான பொறியியல் வரை, லேசர் அமைப்பின் ஒவ்வொரு கூறுகளும் அதன் ஒட்டுமொத்த செயல்பாட்டில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.இந்தக் கட்டுரையானது லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் சிக்கலான உலகத்தைப் பற்றிய ஒரு பார்வையை வழங்கியுள்ளது, இது துறையில் உள்ள பேராசிரியர்கள் மற்றும் ஆப்டிகல் பொறியாளர்களின் மேம்பட்ட புரிதலுடன் எதிரொலிக்கும் நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது.

தொடர்புடைய லேசர் பயன்பாடு
தொடர்புடைய தயாரிப்புகள்

குறிப்புகள்

  • 1. சீக்மேன், ஏஇ (1986).லேசர்கள்.பல்கலைக்கழக அறிவியல் புத்தகங்கள்.
  • 2. ஸ்வெல்டோ, ஓ. (2010).லேசர்களின் கோட்பாடுகள்.ஸ்பிரிங்கர்.
  • 3. கோச்னர், டபிள்யூ. (2006).சாலிட்-ஸ்டேட் லேசர் இன்ஜினியரிங்.ஸ்பிரிங்கர்.
  • 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014).டையோடு பம்ப் செய்யப்பட்ட சாலிட் ஸ்டேட் லேசர்கள்.லேசர் தொழில்நுட்பம் மற்றும் பயன்பாடுகளின் கையேட்டில் (தொகுதி III).CRC பிரஸ்.
  • 5. மிலோனி, PW, & Eberly, JH (2010).லேசர் இயற்பியல்.விலே.
  • 6. சில்ஃப்வாஸ்ட், WT (2004).லேசர் அடிப்படைகள்.கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக்கழக அச்சகம்.

இடுகை நேரம்: நவம்பர்-27-2023