तत्काल पोस्टको लागि हाम्रो सोशल मिडियाको सदस्यता लिनुहोस्
यसको सारमा, लेजर पम्पिङ लेजर प्रकाश उत्सर्जन गर्न सक्ने अवस्था प्राप्त गर्न माध्यमलाई ऊर्जा दिने प्रक्रिया हो। यो सामान्यतया माध्यममा प्रकाश वा विद्युतीय प्रवाह इन्जेक्सन गरेर, यसको परमाणुहरूलाई उत्तेजित गरेर र सुसंगत प्रकाशको उत्सर्जनमा नेतृत्व गरेर गरिन्छ। यो आधारभूत प्रक्रिया 20 औं शताब्दीको मध्यमा पहिलो लेजरहरूको आगमन पछि महत्त्वपूर्ण रूपमा विकसित भएको छ।
प्रायः दर समीकरणहरूद्वारा मोडेल गर्दा, लेजर पम्पिङ मौलिक रूपमा एक क्वान्टम मेकानिकल प्रक्रिया हो। यसले फोटोनहरू र लाभ माध्यमको आणविक वा आणविक संरचना बीचको जटिल अन्तरक्रियाहरू समावेश गर्दछ। उन्नत मोडेलहरूले रबी दोलनहरू जस्ता घटनाहरूलाई विचार गर्छन्, जसले यी अन्तरक्रियाहरूको थप सूक्ष्म समझ प्रदान गर्दछ।
लेजर पम्पिङ एक प्रक्रिया हो जहाँ ऊर्जा, सामान्यतया प्रकाश वा विद्युतीय प्रवाहको रूपमा, यसको परमाणु वा अणुहरूलाई उच्च ऊर्जा अवस्थाहरूमा उचाल्न लेजरको लाभ माध्यममा आपूर्ति गरिन्छ। यो ऊर्जा स्थानान्तरण जनसंख्या उल्टो प्राप्त गर्नको लागि महत्त्वपूर्ण छ, एक राज्य जहाँ कम ऊर्जा अवस्था भन्दा धेरै कणहरू उत्साहित हुन्छन्, माध्यमलाई उत्तेजित उत्सर्जन मार्फत प्रकाश प्रवर्द्धन गर्न सक्षम पार्दै। प्रक्रियाले जटिल क्वान्टम अन्तरक्रियाहरू समावेश गर्दछ, प्रायः दर समीकरणहरू वा थप उन्नत क्वान्टम मेकानिकल फ्रेमवर्कहरू मार्फत मोडेल गरिएको। मुख्य पक्षहरूमा पम्प स्रोतको छनोट (जस्तै लेजर डायोड वा डिस्चार्ज ल्याम्प), पम्प ज्यामिति (साइड वा अन्तिम पम्पिङ), र पम्प प्रकाश विशेषताहरू (स्पेक्ट्रम, तीव्रता, बीम गुणस्तर, ध्रुवीकरण) को विशिष्ट आवश्यकताहरू मिलाउनको लागि अनुकूलन समावेश गर्दछ। माध्यम प्राप्त। लेजर पम्पिङ विभिन्न लेजर प्रकारहरूमा आधारभूत छ, ठोस-राज्य, अर्धचालक, र ग्यास लेजरहरू सहित, र लेजरको कुशल र प्रभावकारी सञ्चालनको लागि आवश्यक छ।
अप्टिकल पम्प गरिएको लेजरहरूको विविधता
1. डोप गरिएको इन्सुलेटरहरूसँग ठोस-स्टेट लेजरहरू
· अवलोकन:यी लेजरहरूले विद्युतीय रूपमा इन्सुलेट गर्ने होस्ट माध्यम प्रयोग गर्छन् र लेजर-सक्रिय आयनहरूलाई उर्जा दिन अप्टिकल पम्पिङमा भर पर्छन्। एक सामान्य उदाहरण YAG लेजरहरूमा neodymium हो।
·हालको अनुसन्धान:A. Antipov et al द्वारा एक अध्ययन। स्पिन-एक्सचेन्ज अप्टिकल पम्पिङको लागि ठोस-राज्य नजिक-आईआर लेजर छलफल गर्दछ। यो अनुसन्धानले ठोस राज्य लेजर टेक्नोलोजीमा भएको प्रगतिलाई हाइलाइट गर्दछ, विशेष गरी नजिकको इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रममा, जुन मेडिकल इमेजिङ र दूरसंचार जस्ता अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
थप पढाइ:स्पिन-एक्सचेन्ज अप्टिकल पम्पिङका लागि IR लेजर नजिकैको ठोस अवस्था
2. अर्धचालक लेजरहरू
·सामान्य जानकारी: सामान्यतया विद्युतीय रूपमा पम्प गरिएको, सेमीकन्डक्टर लेजरहरूले अप्टिकल पम्पिङबाट पनि फाइदा लिन सक्छन्, विशेष गरी उच्च चमक चाहिने अनुप्रयोगहरूमा, जस्तै ठाडो बाह्य गुहा सतह उत्सर्जन लेजरहरू (VECSELs)।
·भर्खरका विकासहरू: अल्ट्राफास्ट सॉलिड-स्टेट र सेमीकन्डक्टर लेजरहरूबाट अप्टिकल फ्रिक्वेन्सी कम्ब्समा U. Keller को कामले डायोड-पम्प्ड सॉलिड-स्टेट र सेमीकन्डक्टर लेजरहरूबाट स्थिर फ्रिक्वेन्सी कम्ब्सको उत्पादनमा अन्तरदृष्टि प्रदान गर्दछ। यो प्रगति अप्टिकल फ्रिक्वेन्सी मेट्रोलोजीमा अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
थप पढाइ:अल्ट्राफास्ट ठोस अवस्था र अर्धचालक लेजरहरूबाट अप्टिकल फ्रिक्वेन्सी कम्ब्स
3. ग्यास लेजरहरू
·ग्यास लेजरहरूमा अप्टिकल पम्पिङ: केही प्रकारका ग्यास लेजरहरू, जस्तै अल्काली वाष्प लेजरहरू, अप्टिकल पम्पिङ प्रयोग गर्छन्। यी लेजरहरू प्रायः एप्लिकेसनहरूमा प्रयोग गरिन्छन् जसलाई विशिष्ट गुणहरूसँग सुसंगत प्रकाश स्रोतहरू चाहिन्छ।
अप्टिकल पम्पिङका लागि स्रोतहरू
डिस्चार्ज लैंपहरू: बत्ती-पम्प गरिएको लेजरहरूमा सामान्य, डिस्चार्ज ल्याम्पहरू तिनीहरूको उच्च शक्ति र फराकिलो स्पेक्ट्रमको लागि प्रयोग गरिन्छ। YA Mandryko et al। ठोस-स्टेट लेजरहरूको सक्रिय मिडिया अप्टिकल पम्पिंग क्सीनन बत्तीहरूमा आवेग आर्क डिस्चार्ज उत्पादनको पावर मोडेल विकसित गर्यो। यो मोडेलले प्रभावकारी लेजर सञ्चालनको लागि महत्वपूर्ण, आवेग पम्पिङ बत्तीहरूको कार्यसम्पादनलाई अनुकूलन गर्न मद्दत गर्छ।
लेजर डायोड:डायोड-पम्प लेजरहरूमा प्रयोग गरिन्छ, लेजर डायोडहरूले उच्च दक्षता, कम्प्याक्ट साइज, र राम्रोसँग ट्युन गर्ने क्षमता जस्ता फाइदाहरू प्रदान गर्दछ।
थप पढाइ:लेजर डायोड के हो?
फ्ल्यास बत्तीहरू: फ्ल्यास ल्याम्पहरू तीव्र, फराकिलो-स्पेक्ट्रम प्रकाश स्रोतहरू हुन् जुन सामान्यतया ठोस-स्टेट लेजरहरू पम्प गर्न प्रयोग गरिन्छ, जस्तै रुबी वा Nd:YAG लेजरहरू। तिनीहरू लेजर माध्यमलाई उत्तेजित गर्ने प्रकाशको उच्च-तीव्रता फट प्रदान गर्छन्।
आर्क बत्तीहरू: फ्ल्यास ल्याम्पहरू जस्तै तर निरन्तर सञ्चालनको लागि डिजाइन गरिएको, आर्क बत्तीहरूले तीव्र प्रकाशको स्थिर स्रोत प्रदान गर्दछ। तिनीहरू अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ जहाँ निरन्तर लहर (CW) लेजर सञ्चालन आवश्यक हुन्छ।
LEDs (प्रकाश उत्सर्जक डायोड): लेजर डायोडहरू जत्तिकै सामान्य नभए तापनि, केही कम-शक्ति अनुप्रयोगहरूमा अप्टिकल पम्पिङका लागि LEDs प्रयोग गर्न सकिन्छ। तिनीहरू तिनीहरूको लामो जीवन, कम लागत, र विभिन्न तरंगदैर्ध्यहरूमा उपलब्धताको कारण लाभदायक छन्।
घामको किरण: केही प्रयोगात्मक सेटअपहरूमा, केन्द्रित सूर्यको प्रकाशलाई सौर्य-पम्प गरिएको लेजरहरूको लागि पम्प स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिएको छ। यो विधिले सौर्य ऊर्जाको दोहन गर्छ, यसलाई नवीकरणीय र लागत-प्रभावी स्रोत बनाउँछ, यद्यपि यो कृत्रिम प्रकाश स्रोतहरूको तुलनामा कम नियन्त्रणयोग्य र कम तीव्र छ।
फाइबर युग्मित लेजर डायोड: यी अप्टिकल फाइबरसँग जोडिएका लेजर डायोडहरू हुन्, जसले पम्पको प्रकाशलाई लेजर माध्यममा अझ प्रभावकारी रूपमा पुर्याउँछ। यो विधि फाइबर लेजरहरूमा र पम्प लाइटको सटीक डेलिभरी महत्त्वपूर्ण भएको अवस्थामा विशेष गरी उपयोगी छ।
अन्य लेजरहरू: कहिलेकाहीँ, एउटा लेजर अर्को पम्प गर्न प्रयोग गरिन्छ। उदाहरण को लागी, एक फ्रिक्वेन्सी-डबल Nd: YAG लेजर डाई लेजर पम्प गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यो विधि प्रायः प्रयोग गरिन्छ जब विशिष्ट तरंगदैर्ध्य पम्पिङ प्रक्रियाको लागि आवश्यक हुन्छ जुन पारंपरिक प्रकाश स्रोतहरूसँग सजिलै हासिल गर्न सकिँदैन।
डायोड-पम्प गरिएको ठोस-राज्य लेजर
प्रारम्भिक ऊर्जा स्रोत: प्रक्रिया डायोड लेजरबाट सुरु हुन्छ, जसले पम्प स्रोतको रूपमा कार्य गर्दछ। डायोड लेजरहरू तिनीहरूको दक्षता, कम्प्याक्ट आकार, र विशिष्ट तरंगदैर्ध्यमा प्रकाश उत्सर्जन गर्ने क्षमताको लागि छनौट गरिन्छ।
पम्प लाइट:डायोड लेजरले प्रकाश उत्सर्जन गर्दछ जुन ठोस-राज्य लाभ माध्यमद्वारा अवशोषित हुन्छ। डायोड लेजरको तरंग दैर्ध्य लाभ माध्यमको अवशोषण विशेषताहरूसँग मेल खान्छ।
ठोस राज्यमध्यम प्राप्त गर्नुहोस्
सामग्री:DPSS लेजरहरूमा लाभको माध्यम सामान्यतया Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet), Nd:YVO4 (Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate), वा Yb:YAG (Ytterbium-doped Yttrium Garnet Aluminium) जस्ता ठोस राज्य सामग्री हो।
डोपिङ:यी सामग्रीहरू दुर्लभ-पृथ्वी आयनहरू (जस्तै Nd वा Yb) सँग डोप गरिएका छन्, जुन सक्रिय लेजर आयनहरू हुन्।
ऊर्जा अवशोषण र उत्तेजना:जब डायोड लेजरबाट पम्प प्रकाश लाभ माध्यममा प्रवेश गर्दछ, दुर्लभ-पृथ्वी आयनहरूले यो ऊर्जा अवशोषित गर्दछ र उच्च ऊर्जा अवस्थाहरूमा उत्साहित हुन्छन्।
जनसंख्या उल्टो
जनसङ्ख्या उल्टोपन हासिल गर्दै:लेजर कार्यको कुञ्जी लाभ माध्यममा जनसंख्या उल्टो प्राप्त गर्नु हो। यसको अर्थ जमिनको अवस्था भन्दा धेरै आयनहरू उत्तेजित अवस्थामा छन्।
उत्तेजित उत्सर्जन:एक पटक जनसंख्या उल्टोपन हासिल गरिसकेपछि, उत्तेजित र ग्राउन्ड स्टेटहरू बीचको ऊर्जा भिन्नतासँग मिल्दो फोटोनको परिचयले उत्तेजित आयनहरूलाई जमिनको अवस्थामा फर्कन उत्प्रेरित गर्न सक्छ, प्रक्रियामा फोटान उत्सर्जन गर्दछ।
अप्टिकल रेजोनेटर
मिरर: लाभ माध्यम एक अप्टिकल रेजोनेटर भित्र राखिएको छ, सामान्यतया माध्यमको प्रत्येक छेउमा दुई मिररहरू द्वारा बनाइन्छ।
प्रतिक्रिया र प्रवर्द्धन: ऐना मध्ये एउटा अत्यधिक प्रतिबिम्बित छ, र अर्को आंशिक रूपमा प्रतिबिम्बित छ। फोटनहरू यी ऐनाहरू बीच अगाडि र पछाडि उछाल्छन्, थप उत्सर्जनलाई उत्तेजित गर्दछ र प्रकाश प्रवर्द्धन गर्दछ।
लेजर उत्सर्जन
सुसंगत प्रकाश: उत्सर्जित फोटानहरू सुसंगत हुन्छन्, यसको मतलब तिनीहरू चरणमा छन् र समान तरंगदैर्ध्य छन्।
आउटपुट: आंशिक रूपमा प्रतिबिम्बित ऐनाले यस प्रकाशको केही भागलाई पास गर्न अनुमति दिन्छ, लेजर बीम बनाउँछ जुन DPSS लेजरबाट बाहिर निस्कन्छ।
पम्पिङ ज्यामितिहरू: साइड बनाम अन्त्य पम्पिङ
| पम्पिङ विधि | विवरण | अनुप्रयोगहरू | फाइदाहरू | चुनौतीहरू |
|---|---|---|---|---|
| साइड पम्पिङ | पम्प लाइट लेजर माध्यममा सीधा परिचय भयो | रड वा फाइबर लेजरहरू | पम्प लाइटको समान वितरण, उच्च-शक्ति अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त | गैर-एकसमान लाभ वितरण, कम बीम गुणस्तर |
| पम्पिङ अन्त्य गर्नुहोस् | पम्प लाइट लेजर बीम जस्तै अक्ष संग निर्देशित | ठोस राज्य लेजरहरू जस्तै Nd:YAG | समान लाभ वितरण, उच्च बीम गुणस्तर | जटिल पङ्क्तिबद्धता, उच्च-शक्ति लेजरहरूमा कम कुशल गर्मी अपव्यय |
प्रभावकारी पम्प लाइटको लागि आवश्यकताहरू
| आवश्यकता | महत्व | प्रभाव / सन्तुलन | अतिरिक्त नोटहरू |
|---|---|---|---|
| स्पेक्ट्रम उपयुक्तता | तरंगदैर्ध्य लेजर माध्यमको अवशोषण स्पेक्ट्रमसँग मेल खानुपर्छ | कुशल अवशोषण र प्रभावकारी जनसंख्या उल्टो सुनिश्चित गर्दछ | - |
| तीव्रता | वांछित उत्तेजना स्तरको लागि पर्याप्त उच्च हुनुपर्छ | अत्यधिक उच्च तीव्रताले थर्मल क्षति निम्त्याउन सक्छ; धेरै कम जनसंख्या उल्टो हासिल गर्दैन | - |
| बीम गुणस्तर | अन्त-पम्प लेजरहरूमा विशेष गरी महत्वपूर्ण | कुशल युग्मन सुनिश्चित गर्दछ र उत्सर्जित लेजर बीम गुणस्तरमा योगदान गर्दछ | पम्प लाइट र लेजर मोड भोल्युमको सटीक ओभरल्यापको लागि उच्च बीम गुणस्तर महत्त्वपूर्ण छ |
| ध्रुवीकरण | एनिसोट्रोपिक गुणहरू भएको मिडियाको लागि आवश्यक छ | अवशोषण दक्षता बढाउँछ र उत्सर्जित लेजर प्रकाश ध्रुवीकरणलाई असर गर्न सक्छ | विशिष्ट ध्रुवीकरण राज्य आवश्यक हुन सक्छ |
| तीव्रता को आवाज | कम शोर स्तरहरू महत्त्वपूर्ण छन् | पम्प प्रकाश तीव्रता मा उतार-चढ़ाव लेजर उत्पादन गुणस्तर र स्थिरता प्रभावित गर्न सक्छ | उच्च स्थिरता र परिशुद्धता आवश्यक अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण |
पोस्ट समय: डिसेम्बर-01-2023