Harpidetu gure sare sozialetara bidalketa berehala lortzeko
Laserrak, teknologia modernoaren oinarria, konplexu bezain liluragarriak dira. Euren bihotzean argi koherentea eta anplifikatua ekoizteko batera lan egiten duten osagaien sinfonia dago. Blog honek osagai horien konplexutasunean sakontzen du, printzipio eta ekuazio zientifikoek lagunduta, laser teknologiaren ulermen sakonago bat emateko.
Laser sistemaren osagaiei buruzko ikuspegi aurreratua: profesionalentzako ikuspegi teknikoa
| Osagaia | Funtzioa | Adibideak |
| Irabazi ertaina | Irabazi-medioa argia anplifikatzeko erabiltzen den laser batean dagoen materiala da. Argiaren anplifikazioa errazten du populazioaren inbertsioaren eta estimulatutako igorpenaren bidez. Irabazi-medioa aukeratzeak laserren erradiazio-ezaugarriak zehazten ditu. | Egoera solidoko laserrak: adibidez, Nd:YAG (Neodimioz dopatua Yttrium Aluminium Garnet), medikuntza eta industria aplikazioetan erabiltzen dena.Gas laserrak: adibidez, CO2 laserrak, ebakitzeko eta soldatzeko erabiltzen direnak.Laser erdieroaleak:adibidez, laser diodoak, zuntz optikoko komunikazioan eta laser erakusleetan erabiltzen direnak. |
| Ponpatze iturria | Ponpatze-iturburuak energia irabazteko bitartekoari ematen dio populazio-inbertsioa lortzeko (populazio-inbertsiorako energia iturria), laser funtzionamendua ahalbidetuz. | Ponpatze Optikoa: argi-iturri biziak erabiltzea, adibidez, flash-lanparak egoera solidoko laserrak ponpatzeko.Ponpaketa Elektrikoa: gas-laseretako gasa kitzikatzea korronte elektrikoaren bidez.Erdieroaleen ponpaketa: Laser diodoak erabiliz egoera solidoko laser bitartekoa ponpatzeko. |
| Barrunbe optikoa | Barrunbe optikoak, bi ispiluz osatuta, argia islatzen du, irabazi-medioan argiaren ibilbidearen luzera handitzeko, eta horrela argiaren anplifikazioa areagotuz. Laser anplifikaziorako feedback-mekanismo bat eskaintzen du, argiaren ezaugarri espektralak eta espazialak hautatuz. | Barrunbe Plano-Planarra: Laborategiko ikerketan erabiltzen da, egitura sinplea.Barrunbe Plano-Ahurra: Laser industrialetan ohikoa, kalitate handiko izpiak eskaintzen ditu. Eraztun-barrunbea: Eraztun-laserren diseinu espezifikoetan erabiltzen da, eraztun-gas-laseretan bezala. |
The Gain Medium: Mekanika Kuantikoaren eta Ingeniaritza Optikoaren Lotura
Dinamika kuantikoa Gain Medioan
Irabazi bitartekoa da argiaren anplifikazioaren oinarrizko prozesua gertatzen da, mekanika kuantikoan oso errotuta dagoen fenomenoa. Energia-egoeren eta medioen arteko partikulen arteko elkarrekintza suspertutako igorpenaren eta populazioaren inbertsioaren printzipioek zuzentzen dute. Argi-intentsitatearen (I), hasierako intentsitatearen (I0), trantsizio-sekzioaren (σ21) eta bi energia-mailetako (N2 eta N1) partikula-zenbakien arteko erlazio kritikoa I = I0e^ ekuazioak deskribatzen du. (σ21(N2-N1)L). Populazio-inbertsioa lortzea, non N2 > N1, anplifikaziorako ezinbestekoa da eta laser fisikaren oinarria da[1].
Hiru Maila vs Lau Maila Sistemak
Laser diseinu praktikoetan, hiru maila eta lau maila sistemak erabili ohi dira. Hiru mailatako sistemek, sinpleagoak izan arren, energia gehiago behar dute populazioaren inbertsioa lortzeko, laser maila baxuagoa oinarrizko egoera baita. Lau-mailako sistemek, berriz, populazio-inbertsiorako bide eraginkorragoa eskaintzen dute energia-maila handiagoko desintegrazio ez-erradiatibo azkarra dela eta, eta horiek nagusiagoak dira laser aplikazio modernoetan.2].
Is Erbioz dopatutako beirairabazi bitarteko bat?
Bai, erbioz dopatutako beira laser sistemetan erabiltzen den irabazi-medio mota bat da. Testuinguru honetan, "dopina"-k edalontziari erbio ioi (Er³⁺) kopuru jakin bat gehitzeko prozesuari egiten dio erreferentzia. Erbioa lur arraroen elementu bat da, beirazko ostalari batean sartzen denean, argia modu eraginkorrean anplifikatu dezakeen igorpen estimulatuaren bidez, laser funtzionamenduaren oinarrizko prozesu bat.
Erbioz dopatutako beira bereziki nabarmena da zuntz laserretan eta zuntz anplifikadoreetan erabiltzeagatik, batez ere telekomunikazioen industrian. Aplikazio hauetarako oso egokia da argia modu eraginkorrean anplifikatzen duelako 1550 nm inguruko uhin-luzeretan, hau da, zuntz optikoko komunikazioetarako uhin-luzera gakoa, silize-zuntz estandarretan galera txikia duelako.
Theerbioaioiek ponparen argia xurgatzen dute (askotan alaser diodoa) eta energia-egoeretan kitzikatuta daude. Energia baxuagoko egoera batera itzultzen direnean, fotoiak igortzen dituzte lasing-uhin-luzeran, laser prozesuan lagunduz. Horrek erbioz dopatutako beira bihurtzen du irabazteko medio eraginkor eta oso erabilia hainbat laser eta anplifikadore diseinutan.
Lotutako blogak: Albisteak - Erbioz dopatutako beira: zientzia eta aplikazioak
Ponpatze-mekanismoak: laserren atzean dagoen indarra
Biztanleriaren Inbertsioa Lortzeko Ikuspegi Askotarikoak
Ponpatze-mekanismoaren aukeraketa funtsezkoa da laser diseinuan, eraginkortasunetik irteerako uhin-luzerarainoko guztia eragiten baitu. Ponpatze optikoa, kanpoko argi iturriak erabiliz, hala nola, flash-lanparak edo beste laser batzuk, ohikoa da egoera solidoko eta tintazko laserretan. Deskarga elektrikoko metodoak gas-laseretan erabiltzen dira normalean, eta erdieroaleen laserrek sarritan elektroi-injekzioa erabiltzen dute. Ponpatze-mekanismo hauen eraginkortasuna, bereziki diodoz ponpatutako egoera solidoko laserretan, azken ikerketen ardatz garrantzitsua izan da, eraginkortasun eta trinkotasun handiagoa eskainiz.3].
Ponpazio-eraginkortasunean gogoeta teknikoak
Ponpatze-prozesuaren eraginkortasuna laser diseinuaren alderdi kritikoa da, errendimendu orokorrean eta aplikazioen egokitasunean eragiten du. Egoera solidoko laserretan, ponpa iturri gisa flash-lanparak eta laser-diodoak aukeratzeak nabarmen eragin dezake sistemaren eraginkortasuna, karga termikoa eta izpiaren kalitatea. Potentzia handiko eta eraginkortasun handiko laser diodoen garapenak DPSS laser sistemak irauli ditu, diseinu trinkoagoak eta eraginkorragoak ahalbidetuz.4].
Barrunbe optikoa: Laser izpiaren ingeniaritza
Barrunbeen Diseinua: Fisika eta Ingeniaritzaren Orekatze Act
Barrunbe optikoa, edo erresonatzailea, ez da osagai pasiboa soilik, laser izpiaren forman parte-hartzaile aktibo bat baizik. Barrunbearen diseinuak, ispiluen kurbadura eta lerrokatzea barne, zeregin erabakigarria du laserren egonkortasuna, moduaren egitura eta irteera zehazteko. Barrunbea irabazi optikoa hobetzeko diseinatu behar da, galerak minimizatzeko, ingeniaritza optikoa uhin-optikarekin uztartzen dituen erronka.5.
Oszilazio-baldintzak eta modua hautatzea
Laser oszilazioa gerta dadin, medioak ematen duen irabaziak barrunbe barruko galerak gainditu behar ditu. Baldintza honek, uhin gainjartze koherentearen eskakizunarekin batera, luzetarako modu batzuk bakarrik onartzen direla agintzen du. Modu-tartea eta modu-egitura orokorra barrunbearen luzera fisikoak eta irabazi-medioaren errefrakzio-indizeak eragiten dute.6].
Ondorioa
Laser sistemen diseinuak eta funtzionamenduak fisika eta ingeniaritza printzipioen espektro zabala hartzen du barne. Irabazi-medioa gobernatzen duen mekanika kuantikotik hasi eta barrunbe optikoaren ingeniaritza korapilatsuraino, laser-sistema baten osagai bakoitzak ezinbesteko zeregina du bere funtzionaltasun orokorrean. Artikulu honek laser teknologiaren mundu konplexuari begirada bat eman du, arlo horretako irakasle eta ingeniari optikoen ulermen aurreratuarekin bat egiten duten ikuspegiak eskainiz.
Erreferentziak
- 1. Siegman, AE (1986). Laserrak. Unibertsitateko Zientzia Liburuak.
- 2. Svelto, O. (2010). Laserraren printzipioak. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). Egoera Solidoko Laser Ingeniaritza. Springer.
- 4. Piper, JA eta Mildren, RP (2014). Diodoak ponpatutako egoera solidoko laserrak. Laser Teknologiaren eta Aplikazioen Eskuliburuan (III. liburukia). CRC Press.
- 5. Milonni, PW eta Eberly, JH (2010). Laser Fisika. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). Laser Oinarriak. Cambridge University Press.
Argitalpenaren ordua: 2023-11-27