Abone ak rezo sosyal nou yo pou piblikasyon rapid
Nan sans li, ponpe lazè se pwosesis pou bay yon mwayen enèji pou rive nan yon eta kote li ka emèt limyè lazè. Sa fèt tipikman lè yo enjekte limyè oswa kouran elektrik nan mwayen an, sa ki eksite atòm li yo epi ki mennen nan emisyon limyè koeran. Pwosesis fondamantal sa a te evolye anpil depi aparisyon premye lazè yo nan mitan 20yèm syèk la.
Malgre ke souvan modle pa ekwasyon vitès, ponpaj lazè se fondamantalman yon pwosesis mekanik kwantik. Li enplike entèraksyon konplèks ant foton ak estrikti atomik oswa molekilè medyòm gen an. Modèl avanse yo konsidere fenomèn tankou osilasyon Rabi, ki bay yon konpreyansyon pi sibtil sou entèraksyon sa yo.
Ponpe lazè se yon pwosesis kote yo bay enèji, tipikman sou fòm limyè oswa kouran elektrik, nan yon mwayen lazè pou ogmante atòm oswa molekil li yo nan eta enèji ki pi wo. Transfè enèji sa a enpòtan anpil pou reyalize envèsyon popilasyon an, yon eta kote plis patikil eksite pase nan yon eta enèji ki pi ba, sa ki pèmèt mwayen an anplifye limyè atravè emisyon estimile. Pwosesis la enplike entèraksyon kwantik konplèks, souvan modle atravè ekwasyon vitès oswa kad mekanik kwantik ki pi avanse. Aspè kle yo enkli chwa sous ponp lan (tankou dyòd lazè oswa lanp dechaj), jeyometri ponp lan (ponpe bò oswa nan fen), ak optimize karakteristik limyè ponp lan (spectre, entansite, kalite gwo bout bwa, polarizasyon) pou koresponn ak egzijans espesifik mwayen lazè a. Ponpe lazè fondamantal nan divès kalite lazè, tankou lazè solid, semi-kondiktè, ak lazè gaz, epi li esansyèl pou operasyon efikas ak efektif lazè a.
Varyete lazè ponpe optikman
1. Lazè Solid-State ak Izolan Dope
· Apèsi sou sijè a:Lazè sa yo itilize yon mwayen lame ki izolan elektrikman epi yo konte sou ponpaj optik pou bay iyon aktif lazè yo enèji. Yon egzanp komen se neyodim nan lazè YAG yo.
·Rechèch resan:Yon etid pa A. Antipov et al. diskite sou yon lazè solid-state near-IR pou ponpe optik spin-exchange. Rechèch sa a mete aksan sou avansman nan teknoloji lazè solid-state, patikilyèman nan spectre enfrawouj tou pre a, ki enpòtan anpil pou aplikasyon tankou imaj medikal ak telekominikasyon.
Lekti Anplis:Yon lazè solid-state near-infrarouj pou ponpaj optik spin-echanj
2. Lazè semi-kondiktè
·Enfòmasyon Jeneral: Tipikman ponpe elektrik, lazè semi-kondiktè yo kapab benefisye tou de ponpaj optik, espesyalman nan aplikasyon ki mande gwo klète, tankou Lazè ki Emèt Sifas Kavite Ekstèn Vètikal (VECSEL).
·Dènye Devlopman yo: Travay U. Keller sou peny frekans optik ki soti nan lazè solid ak semi-kondiktè ultra rapid bay enfòmasyon sou jenerasyon peny frekans ki estab ki soti nan lazè solid ak semi-kondiktè ponpe pa dyòd. Avansman sa a enpòtan pou aplikasyon nan metroloji frekans optik.
Lekti Anplis:Penyen frekans optik ki soti nan lazè solid ak semi-kondiktè ultra rapid
3. Lazè gaz
·Ponpaj Optik nan Lazè Gaz: Sèten kalite lazè gaz, tankou lazè vapè alkali, itilize ponpaj optik. Lazè sa yo souvan itilize nan aplikasyon ki mande sous limyè koeran ak pwopriyete espesifik.
Sous pou Ponpe Optik
Lanp egzeyatKomen nan lazè ki ponpe ak lanp, lanp dechaj yo itilize pou gwo puisans yo ak spectre laj yo. YA Mandryko et al. te devlope yon modèl puisans jenerasyon dechaj ark enpilsyon nan lanp ksenon ponpe optik medya aktif nan lazè solid-state. Modèl sa a ede optimize pèfòmans lanp ponpe enpilsyon yo, ki enpòtan pou operasyon lazè efikas.
Dyòd lazè:Yo itilize nan lazè ki ponpe ak dyòd, dyòd lazè yo ofri avantaj tankou gwo efikasite, gwosè kontra enfòmèl ant, ak kapasite pou yo byen ajiste.
Lekti siplemantè:Ki sa ki yon dyòd lazè?
Lanp FlashLanp flash yo se sous limyè entans ak laj spectre ki souvan itilize pou ponpe lazè solid, tankou lazè rubi oswa Nd:YAG. Yo bay yon gwo eksplozyon limyè ki eksite milye lazè a.
Lanp ak arkMenm jan ak lanp flash men ki fèt pou operasyon kontinyèl, lanp ak aks yo ofri yon sous limyè entans fiks. Yo itilize nan aplikasyon kote operasyon lazè vag kontinyèl (CW) nesesè.
LED (dyòd ki emèt limyè)Malgre yo pa komen tankou dyòd lazè, yo ka itilize LED pou ponpe optik nan sèten aplikasyon ki pa mande anpil enèji. Yo avantaje akòz dire lavi yo ki long, pri ki ba, ak disponiblite yo nan divès longèdonn.
Limyè solèyNan kèk konfigirasyon eksperimantal, yo te itilize limyè solèy konsantre kòm yon sous ponp pou lazè ki ponpe ak enèji solè. Metòd sa a eksplwate enèji solè, sa ki fè li yon sous renouvlab e ki pa koute chè, byenke li mwens kontwolab e mwens entans konpare ak sous limyè atifisyèl yo.
Dyòd lazè ki konekte ak fibSa yo se dyòd lazè ki konekte ak fib optik, ki delivre limyè ponp lan pi efikasman nan medyòm lazè a. Metòd sa a patikilyèman itil nan lazè fib ak nan sitiyasyon kote livrezon presi limyè ponp lan enpòtan anpil.
Lòt LazèPafwa, yo itilize yon lazè pou ponpe yon lòt. Pa egzanp, yo ka itilize yon lazè Nd: YAG ak frekans double pou ponpe yon lazè lank. Metòd sa a souvan itilize lè yo bezwen longèdonn espesifik pou pwosesis ponpe a, yon bagay ki pa fasil pou reyalize ak sous limyè konvansyonèl yo.
Lazè solid-state ponpe pa dyòd
Sous Enèji Inisyal laPwosesis la kòmanse avèk yon lazè dyòd, ki sèvi kòm sous ponp lan. Lazè dyòd yo chwazi pou efikasite yo, gwosè kontra enfòmèl ant yo, ak kapasite yo pou emèt limyè nan longèdonn espesifik.
Limyè Ponp:Lazè dyòd la emèt limyè ke milye benefis solid la absòbe. Longèdonn lazè dyòd la adapte pou l koresponn ak karakteristik absòpsyon milye benefis la.
Solid-StateGen Mwayen
Materyèl:Mwayen gen nan lazè DPSS yo tipikman se yon materyèl solid tankou Nd:YAG (grenat aliminyòm Yttrium dopé ak neyodim), Nd:YVO4 (ortovanadat Yttrium dopé ak neyodim), oswa Yb:YAG (grenat aliminyòm Yttrium dopé ak ytèbim).
Dopan:Materyèl sa yo dope ak iyon latè ra (tankou Nd oswa Yb), ki se iyon lazè aktif yo.
Absòpsyon ak eksitasyon enèji:Lè limyè ponp ki soti nan lazè dyòd la antre nan mwayen gen an, iyon latè ra yo absòbe enèji sa a epi yo vin eksite nan eta enèji ki pi wo.
Envèsyon Popilasyon
Reyalize Envèsyon Popilasyon an:Kle aksyon lazè a se reyalize yon envèsyon popilasyon nan milye gen an. Sa vle di ke gen plis iyon nan yon eta eksite pase nan eta fondamantal la.
Emisyon Stimile:Yon fwa envèsyon popilasyon an reyalize, entwodiksyon yon foton ki koresponn ak diferans enèji ant eta eksite a ak eta fondamantal la ka ankouraje iyon eksite yo pou yo retounen nan eta fondamantal la, epi emèt yon foton nan pwosesis la.
Rezonatè optik
Miwa: Yo mete mwayen pou ogmante enpak la andedan yon rezonatè optik, ki tipikman fòme pa de miwa nan chak bout mwayen an.
Retou ak Anplifikasyon: Youn nan miwa yo reflete anpil limyè, epi lòt la reflete yon ti kras. Foton yo rebondi ale vini ant miwa sa yo, sa ki stimul plis emisyon epi anplifye limyè a.
Emisyon lazè
Limyè Koheran: Foton ki emèt yo koheran, sa vle di yo an faz epi yo gen menm longèdonn.
Sòti: Miwa ki pasyèlman reflete a pèmèt yon pati nan limyè sa a pase, pou fòme reyon lazè ki soti nan lazè DPSS la.
Jeyometri Ponp: Ponp bò kote vs. Ponp nan bout
| Metòd ponpe | Deskripsyon | Aplikasyon yo | Avantaj | Defi yo |
|---|---|---|---|---|
| Ponpe bò kote | Limyè ponp lan prezante pèpandikilèman ak mwayen lazè a | Lazè baton oswa fib | Distribisyon inifòm limyè ponp lan, apwopriye pou aplikasyon pou gwo pouvwa | Distribisyon pwofi ki pa inifòm, pi ba kalite gwo bout bwa |
| Fen Ponpe | Limyè ponp ki dirije sou menm aks ak reyon lazè a | Lazè solid-state tankou Nd:YAG | Distribisyon inifòm genyen, pi bon kalite gwo bout bwa | Aliyman konplèks, mwens efikas disipasyon chalè nan lazè gwo pouvwa |
Kondisyon pou Limyè Ponp Efikas
| Egzijans | Enpòtans | Enpak/Balans | Nòt adisyonèl |
|---|---|---|---|
| Konvenyans Espèk | Longèdonn lan dwe koresponn ak spectre absòpsyon medyòm lazè a | Asire absòpsyon efikas ak envèsyon popilasyon efikas | - |
| Entansite | Dwe ase wo pou nivo eksitasyon ki nesesè a | Entansite ki twò wo ka lakòz domaj tèmik; twò ba p ap rive reyalize envèsyon popilasyon an. | - |
| Kalite gwo bout bwa | Patikilyèman kritik nan lazè ponpe nan fen | Asire yon kouplaj efikas epi kontribye nan bon jan kalite reyon lazè ki emèt la | Kalite gwo bout bwa a enpòtan anpil pou sipèpoze egzak limyè ponp lan ak volim mòd lazè a. |
| Polarizasyon | Obligatwa pou medya ki gen pwopriyete anizotropik | Amelyore efikasite absòpsyon an epi li ka afekte polarizasyon limyè lazè ki emèt la. | Yon eta polarizasyon espesifik ka nesesè |
| Bri Entansite | Nivo bri ki ba yo enpòtan anpil | Varyasyon nan entansite limyè ponp lan ka afekte kalite ak estabilite pwodiksyon lazè a. | Enpòtan pou aplikasyon ki mande gwo estabilite ak presizyon |
Dat piblikasyon: 1ye desanm 2023