லேசரில் ஆப்டிகல் பம்பிங் என்றால் என்ன?

உடனடி பதிவிற்கு எங்கள் சமூக ஊடகங்களுக்கு குழுசேரவும்.

அதன் சாராம்சத்தில், லேசர் பம்பிங் என்பது ஒரு ஊடகத்தை லேசர் ஒளியை வெளியிடக்கூடிய நிலையை அடையச் செய்யும் செயல்முறையாகும். இது பொதுவாக ஊடகத்தில் ஒளி அல்லது மின்சாரத்தை செலுத்துவதன் மூலம் செய்யப்படுகிறது, அதன் அணுக்களை உற்சாகப்படுத்தி ஒத்திசைவான ஒளியை வெளியேற்ற வழிவகுக்கிறது. 20 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் முதல் லேசர்கள் வந்ததிலிருந்து இந்த அடிப்படை செயல்முறை கணிசமாக உருவாகியுள்ளது.

பெரும்பாலும் விகித சமன்பாடுகளால் மாதிரியாக்கப்பட்டாலும், லேசர் உந்தித் தள்ளுதல் அடிப்படையில் ஒரு குவாண்டம் இயந்திர செயல்முறையாகும். இது ஃபோட்டான்களுக்கும் ஆதாய ஊடகத்தின் அணு அல்லது மூலக்கூறு அமைப்புக்கும் இடையிலான சிக்கலான தொடர்புகளை உள்ளடக்கியது. மேம்பட்ட மாதிரிகள் ரபி அலைவுகள் போன்ற நிகழ்வுகளைக் கருதுகின்றன, இது இந்த தொடர்புகளைப் பற்றிய மிகவும் நுணுக்கமான புரிதலை வழங்குகிறது.

லேசர் பம்பிங் என்பது ஒரு செயல்முறையாகும், இதில் ஆற்றல், பொதுவாக ஒளி அல்லது மின்சார வடிவத்தில், லேசரின் ஆதாய ஊடகத்திற்கு அதன் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை அதிக ஆற்றல் நிலைகளுக்கு உயர்த்துவதற்காக வழங்கப்படுகிறது. இந்த ஆற்றல் பரிமாற்றம் மக்கள்தொகை தலைகீழ் நிலையை அடைவதற்கு மிகவும் முக்கியமானது, குறைந்த ஆற்றல் நிலையில் இருப்பதை விட அதிக துகள்கள் உற்சாகமாக இருக்கும் ஒரு நிலை, இது ஊடகம் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மூலம் ஒளியைப் பெருக்க உதவுகிறது. இந்த செயல்முறை சிக்கலான குவாண்டம் தொடர்புகளை உள்ளடக்கியது, பெரும்பாலும் விகித சமன்பாடுகள் அல்லது மேம்பட்ட குவாண்டம் இயந்திர கட்டமைப்புகள் மூலம் மாதிரியாகக் கொண்டது. முக்கிய அம்சங்களில் பம்ப் மூலத்தின் தேர்வு (லேசர் டையோட்கள் அல்லது டிஸ்சார்ஜ் விளக்குகள் போன்றவை), பம்ப் வடிவியல் (பக்க அல்லது முனை உந்தி) மற்றும் ஆதாய ஊடகத்தின் குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய பம்ப் ஒளி பண்புகளை (ஸ்பெக்ட்ரம், தீவிரம், பீம் தரம், துருவப்படுத்தல்) மேம்படுத்துதல் ஆகியவை அடங்கும். திட-நிலை, குறைக்கடத்தி மற்றும் வாயு லேசர்கள் உட்பட பல்வேறு லேசர் வகைகளில் லேசர் பம்பிங் அடிப்படையானது, மேலும் லேசரின் திறமையான மற்றும் பயனுள்ள செயல்பாட்டிற்கு இது அவசியம்.

ஒளியியல் ரீதியாக பம்ப் செய்யப்பட்ட லேசர்களின் வகைகள்

 

1. டோப் செய்யப்பட்ட இன்சுலேட்டர்களுடன் கூடிய திட-நிலை லேசர்கள்

· கண்ணோட்டம்:இந்த லேசர்கள் மின் காப்பு ஹோஸ்ட் ஊடகத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன மற்றும் லேசர்-செயலில் உள்ள அயனிகளை உற்சாகப்படுத்த ஆப்டிகல் பம்பிங்கை நம்பியுள்ளன. ஒரு பொதுவான உதாரணம் YAG லேசர்களில் நியோடைமியம் ஆகும்.

·சமீபத்திய ஆராய்ச்சி:ஏ. ஆன்டிபோவ் மற்றும் பலர் மேற்கொண்ட ஆய்வில், சுழல்-பரிமாற்ற ஆப்டிகல் பம்பிங்கிற்கான திட-நிலை நியர்-ஐஆர் லேசர் பற்றி விவாதிக்கப்படுகிறது. இந்த ஆராய்ச்சி திட-நிலை லேசர் தொழில்நுட்பத்தில், குறிப்பாக மருத்துவ இமேஜிங் மற்றும் தொலைத்தொடர்பு போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமான நியர்-அகச்சிவப்பு நிறமாலையில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்களை எடுத்துக்காட்டுகிறது.

மேலும் படிக்க:சுழல்-பரிமாற்ற ஆப்டிகல் பம்பிங்கிற்கான ஒரு திட-நிலை நியர்-ஐஆர் லேசர்

2. குறைக்கடத்தி லேசர்கள்

·பொதுவான தகவல்: பொதுவாக மின்சாரம் மூலம் பம்ப் செய்யப்படும் குறைக்கடத்தி லேசர்கள், குறிப்பாக செங்குத்து வெளிப்புற குழி மேற்பரப்பு உமிழும் லேசர்கள் (VECSELகள்) போன்ற அதிக பிரகாசம் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில், ஆப்டிகல் பம்பிங் மூலம் பயனடையலாம்.

·சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள்: அதிவேக திட-நிலை மற்றும் குறைக்கடத்தி லேசர்களிலிருந்து ஒளியியல் அதிர்வெண் சீப்புகளில் யு. கெல்லரின் பணி, டையோடு-பம்ப் செய்யப்பட்ட திட-நிலை மற்றும் குறைக்கடத்தி லேசர்களிலிருந்து நிலையான அதிர்வெண் சீப்புகளை உருவாக்குவது பற்றிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது. ஒளியியல் அதிர்வெண் அளவியலில் பயன்பாடுகளுக்கு இந்த முன்னேற்றம் குறிப்பிடத்தக்கது.

மேலும் படிக்க:அதிவேக திட-நிலை மற்றும் குறைக்கடத்தி லேசர்களிலிருந்து ஒளியியல் அதிர்வெண் சீப்புகள்

3. எரிவாயு லேசர்கள்

·வாயு லேசர்களில் ஒளியியல் பம்பிங்: கார நீராவி லேசர்கள் போன்ற சில வகையான வாயு லேசர்கள் ஒளியியல் பம்பிங் பயன்படுத்துகின்றன. குறிப்பிட்ட பண்புகளுடன் ஒத்திசைவான ஒளி மூலங்கள் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் இந்த லேசர்கள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

 

 

ஆப்டிகல் பம்பிங்கிற்கான ஆதாரங்கள்

வெளியேற்ற விளக்குகள்: விளக்கு-உந்தப்பட்ட லேசர்களில் பொதுவாக, வெளியேற்ற விளக்குகள் அவற்றின் உயர் சக்தி மற்றும் பரந்த நிறமாலைக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. YA Mandryko மற்றும் பலர் திட-நிலை லேசர்களின் செயலில் உள்ள மீடியா ஆப்டிகல் பம்பிங் செனான் விளக்குகளில் உந்துவிசை வில் வெளியேற்ற உருவாக்கத்தின் சக்தி மாதிரியை உருவாக்கினர். இந்த மாதிரி உந்துவிசை பம்பிங் விளக்குகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்த உதவுகிறது, இது திறமையான லேசர் செயல்பாட்டிற்கு முக்கியமானது.

லேசர் டையோட்கள்:டையோடு-பம்ப் செய்யப்பட்ட லேசர்களில் பயன்படுத்தப்படும் லேசர் டையோட்கள், அதிக செயல்திறன், சிறிய அளவு மற்றும் நுணுக்கமாக சரிசெய்யும் திறன் போன்ற நன்மைகளை வழங்குகின்றன.

மேலும் படிக்க:லேசர் டையோடு என்றால் என்ன?

ஃபிளாஷ் விளக்குகள்: ஃபிளாஷ் விளக்குகள் என்பது தீவிரமான, பரந்த-ஸ்பெக்ட்ரம் ஒளி மூலங்களாகும், அவை பொதுவாக ரூபி அல்லது Nd:YAG லேசர்கள் போன்ற திட-நிலை லேசர்களை பம்ப் செய்வதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை லேசர் ஊடகத்தை உற்சாகப்படுத்தும் அதிக-தீவிர ஒளி வெடிப்பை வழங்குகின்றன.

ஆர்க் விளக்குகள்: ஃபிளாஷ் விளக்குகளைப் போலவே ஆனால் தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டிற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட, ஆர்க் விளக்குகள் நிலையான தீவிர ஒளியின் மூலத்தை வழங்குகின்றன. தொடர்ச்சியான அலை (CW) லேசர் செயல்பாடு தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

LED கள் (ஒளி உமிழும் டையோட்கள்): லேசர் டையோட்களைப் போல பொதுவானதாக இல்லாவிட்டாலும், சில குறைந்த சக்தி பயன்பாடுகளில் ஒளியியல் பம்பிங் செய்வதற்கு LED களைப் பயன்படுத்தலாம். அவற்றின் நீண்ட ஆயுள், குறைந்த விலை மற்றும் பல்வேறு அலைநீளங்களில் கிடைப்பதால் அவை சாதகமானவை.

சூரிய ஒளி: சில சோதனை அமைப்புகளில், சூரிய சக்தியால் பம்ப் செய்யப்பட்ட லேசர்களுக்கு செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய ஒளி ஒரு பம்ப் மூலமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த முறை சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது, இது புதுப்பிக்கத்தக்க மற்றும் செலவு குறைந்த மூலமாக அமைகிறது, இருப்பினும் இது செயற்கை ஒளி மூலங்களுடன் ஒப்பிடும்போது குறைவாகக் கட்டுப்படுத்தக்கூடியது மற்றும் குறைவான தீவிரமானது.

ஃபைபர்-இணைந்த லேசர் டையோட்கள்: இவை ஆப்டிகல் ஃபைபர்களுடன் இணைக்கப்பட்ட லேசர் டையோட்கள், இவை பம்ப் ஒளியை லேசர் ஊடகத்திற்கு மிகவும் திறமையாக வழங்குகின்றன. இந்த முறை ஃபைபர் லேசர்களிலும், பம்ப் ஒளியின் துல்லியமான விநியோகம் மிக முக்கியமான சூழ்நிலைகளிலும் குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

பிற லேசர்கள்: சில நேரங்களில், ஒரு லேசர் மற்றொன்றை பம்ப் செய்யப் பயன்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சாய லேசரை பம்ப் செய்ய அதிர்வெண்-இரட்டிப்பாக்கப்பட்ட Nd: YAG லேசர் பயன்படுத்தப்படலாம். வழக்கமான ஒளி மூலங்களுடன் எளிதில் அடைய முடியாத பம்பிங் செயல்முறைக்கு குறிப்பிட்ட அலைநீளங்கள் தேவைப்படும்போது இந்த முறை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 

 

டையோடு-பம்ப் செய்யப்பட்ட திட-நிலை லேசர்

ஆரம்ப ஆற்றல் மூலம்: இந்த செயல்முறை ஒரு டையோடு லேசருடன் தொடங்குகிறது, இது பம்ப் மூலமாக செயல்படுகிறது. டையோடு லேசர்கள் அவற்றின் செயல்திறன், சிறிய அளவு மற்றும் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களில் ஒளியை வெளியிடும் திறன் ஆகியவற்றிற்காக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

பம்ப் லைட்:டையோடு லேசர், திட-நிலை ஆதாய ஊடகத்தால் உறிஞ்சப்படும் ஒளியை வெளியிடுகிறது. டையோடு லேசரின் அலைநீளம், ஆதாய ஊடகத்தின் உறிஞ்சுதல் பண்புகளுடன் பொருந்துமாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

திட-நிலைநடுத்தர லாபம்

பொருள்:DPSS லேசர்களில் உள்ள ஆதாய ஊடகம் பொதுவாக Nd:YAG (நியோடைமியம்-டோப் செய்யப்பட்ட யிட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட்), Nd:YVO4 (நியோடைமியம்-டோப் செய்யப்பட்ட யிட்ரியம் ஆர்த்தோவனாடேட்), அல்லது Yb:YAG (யிட்டர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட யிட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட்) போன்ற ஒரு திட-நிலை பொருளாகும்.

ஊக்கமருந்து:இந்தப் பொருட்கள் அரிதான-பூமி அயனிகளால் (Nd அல்லது Yb போன்றவை) மாசுபடுத்தப்படுகின்றன, அவை செயலில் உள்ள லேசர் அயனிகளாகும்.

 

ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் மற்றும் உற்சாகம்:டையோடு லேசரிலிருந்து வரும் பம்ப் ஒளி ஆதாய ஊடகத்திற்குள் நுழையும் போது, ​​அரிய-பூமி அயனிகள் இந்த ஆற்றலை உறிஞ்சி அதிக ஆற்றல் நிலைகளுக்கு உற்சாகமடைகின்றன.

மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றம்

மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றத்தை அடைதல்:லேசர் செயல்பாட்டின் திறவுகோல் ஆதாய ஊடகத்தில் மக்கள் தொகை தலைகீழ் மாற்றத்தை அடைவதாகும். இதன் பொருள் தரை நிலையை விட அதிகமான அயனிகள் உற்சாகமான நிலையில் உள்ளன.

தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு:மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றம் அடைந்தவுடன், உற்சாகப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் தரை நிலைகளுக்கு இடையிலான ஆற்றல் வேறுபாட்டிற்கு ஒத்த ஒரு ஃபோட்டானை அறிமுகப்படுத்துவது, உற்சாகப்படுத்தப்பட்ட அயனிகளை தரை நிலைக்குத் திரும்பத் தூண்டி, செயல்பாட்டில் ஒரு ஃபோட்டானை வெளியிடுகிறது.

 

ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர்

கண்ணாடிகள்: ஈட்ட ஊடகம் ஒரு ஆப்டிகல் ரெசனேட்டருக்குள் வைக்கப்படுகிறது, பொதுவாக ஊடகத்தின் ஒவ்வொரு முனையிலும் இரண்டு கண்ணாடிகளால் உருவாக்கப்படுகிறது.

பின்னூட்டம் மற்றும் பெருக்கம்: கண்ணாடிகளில் ஒன்று அதிக பிரதிபலிப்புத் திறன் கொண்டது, மற்றொன்று பகுதியளவு பிரதிபலிப்புத் திறன் கொண்டது. இந்த கண்ணாடிகளுக்கு இடையில் ஃபோட்டான்கள் முன்னும் பின்னுமாக குதித்து, அதிக உமிழ்வைத் தூண்டி, ஒளியைப் பெருக்குகின்றன.

 

லேசர் உமிழ்வு

ஒத்திசைவான ஒளி: உமிழப்படும் ஃபோட்டான்கள் ஒத்திசைவானவை, அதாவது அவை கட்டத்தில் உள்ளன மற்றும் ஒரே அலைநீளத்தைக் கொண்டுள்ளன.

வெளியீடு: பகுதியளவு பிரதிபலிக்கும் கண்ணாடி இந்த ஒளியின் ஒரு பகுதியை கடந்து செல்ல அனுமதிக்கிறது, இது DPSS லேசரை விட்டு வெளியேறும் லேசர் கற்றையை உருவாக்குகிறது.

 

பம்பிங் ஜியோமெட்ரிகள்: பக்கவாட்டு vs. எண்ட் பம்பிங்

 

பம்பிங் முறை விளக்கம் பயன்பாடுகள் நன்மைகள் சவால்கள்
பக்கவாட்டு பம்பிங் லேசர் ஊடகத்திற்கு செங்குத்தாக பம்ப் லைட் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. ராட் அல்லது ஃபைபர் லேசர்கள் உயர்-சக்தி பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்ற, பம்ப் லைட்டின் சீரான விநியோகம். சீரான ஆதாய விநியோகம் இல்லை, குறைந்த கற்றை தரம்
எண்ட் பம்பிங் லேசர் கற்றையின் அதே அச்சில் இயக்கப்படும் பம்ப் ஒளி. Nd:YAG போன்ற திட-நிலை லேசர்கள் சீரான ஆதாய விநியோகம், அதிக பீம் தரம் அதிக சக்தி கொண்ட லேசர்களில் சிக்கலான சீரமைப்பு, குறைந்த செயல்திறன் கொண்ட வெப்பச் சிதறல்

பயனுள்ள பம்ப் லைட்டுக்கான தேவைகள்

 

தேவை முக்கியத்துவம் தாக்கம்/சமநிலை கூடுதல் குறிப்புகள்
ஸ்பெக்ட்ரம் பொருத்தம் அலைநீளம் லேசர் ஊடகத்தின் உறிஞ்சுதல் நிறமாலையுடன் பொருந்த வேண்டும். திறமையான உறிஞ்சுதலையும் பயனுள்ள மக்கள்தொகை தலைகீழ் மாற்றத்தையும் உறுதி செய்கிறது. -
தீவிரம் விரும்பிய உற்சாக நிலைக்கு போதுமான உயரத்தில் இருக்க வேண்டும். மிக அதிக தீவிரம் வெப்ப சேதத்தை ஏற்படுத்தும்; மிகக் குறைவாக இருந்தால் மக்கள் தொகை தலைகீழ் மாற்றத்தை அடைய முடியாது. -
பீம் தரம் குறிப்பாக இறுதி-பம்ப் செய்யப்பட்ட லேசர்களில் முக்கியமானது திறமையான இணைப்பை உறுதிசெய்து, உமிழப்படும் லேசர் கற்றை தரத்திற்கு பங்களிக்கிறது. பம்ப் லைட் மற்றும் லேசர் பயன்முறை அளவின் துல்லியமான மேற்பொருந்துதலுக்கு உயர் கற்றை தரம் மிக முக்கியமானது.
துருவமுனைப்பு அனிசோட்ரோபிக் பண்புகளைக் கொண்ட ஊடகங்களுக்குத் தேவை உறிஞ்சுதல் திறனை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் உமிழப்படும் லேசர் ஒளி துருவமுனைப்பை பாதிக்கலாம். குறிப்பிட்ட துருவமுனைப்பு நிலை தேவைப்படலாம்.
தீவிர சத்தம் குறைந்த இரைச்சல் அளவுகள் மிக முக்கியம் பம்ப் ஒளி தீவிரத்தில் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கங்கள் லேசர் வெளியீட்டு தரம் மற்றும் நிலைத்தன்மையை பாதிக்கும் அதிக நிலைத்தன்மை மற்றும் துல்லியம் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமானது.
தொடர்புடைய லேசர் பயன்பாடு
தொடர்புடைய தயாரிப்புகள்

இடுகை நேரம்: டிசம்பர்-01-2023