Wat is 'n 'kryogene laser'? In werklikheid is dit 'nlaserDit moet 'n lae temperatuur gebruik in die winsmedium.
Die konsep van lasers wat by lae temperature werk, is nie nuut nie: die tweede laser in die geskiedenis was kryogeen. Aanvanklik was die konsep moeilik om kamertemperatuurbedrywighede te bewerkstellig, en die entoesiasme vir lae-temperatuurwerk het in die negentigerjare begin met die ontwikkeling van hoë-kraglasers en versterkers.
In hoë kragLaserbronne, termiese effekte soos depolarisasieverlies, termiese lens of laserkristalbuiging kan die werkverrigting van dieligbron. Deur middel van lae temperatuurverkoeling kan baie skadelike termiese effekte effektief onderdruk word, dit wil sê, die winsmedium moet tot 77K of selfs 4K afgekoel word. Die verkoelingseffek sluit hoofsaaklik in:
Die kenmerkende geleidingsvermoë van die winsmedium word baie geïnhibeer, hoofsaaklik omdat die gemiddelde vrye pad van die tou verhoog word. As gevolg hiervan daal die temperatuurgradiënt dramaties. Byvoorbeeld, as die temperatuur van 300K tot 77K verlaag word, neem die termiese geleidingsvermoë van die YAG -kristal met 'n faktor van sewe toe.
Die termiese diffusiekoëffisiënt neem ook skerp af. Dit, tesame met 'n vermindering in die temperatuurgradiënt, lei tot 'n verminderde termiese lenseffek en dus 'n verminderde waarskynlikheid van stresbreuk.
Die termo-optiese koëffisiënt word ook verminder, wat die termiese lenseffek verder verminder.
Die toename in absorpsie -dwarssnit van seldsame aardioon is hoofsaaklik te wyte aan die afname in verbreding wat veroorsaak word deur termiese effek. Daarom word die versadigingskrag verminder en word die laserverhoging verhoog. Daarom word die drumpelpompvermoë verminder, en korter pulse kan verkry word wanneer die Q -skakelaar werk. Deur die oordrag van die uitsetkoppelaar te verhoog, kan die hellingdoeltreffendheid verbeter word, dus word die effek van die parasitiese holte minder belangrik.
Die deeltjiegetal van die totale lae vlak van die kwasi-drie-vlak winsmedium word verminder, dus word die drempelpompvermoë verminder en die kragdoeltreffendheid verbeter. Byvoorbeeld, YB: YAG, wat lig op 1030 nm produseer, kan gesien word as 'n kwasi-drie-vlak stelsel by kamertemperatuur, maar 'n viervlakstelsel op 77K. ER: Dieselfde geld vir yag.
Afhangend van die winsmedium, sal die intensiteit van sommige blusprosesse verminder word.
Gekombineer met bogenoemde faktore, kan die werking van lae temperatuur die werkverrigting van die laser aansienlik verbeter. In die besonder kan verkoelingslasers met lae temperatuur baie hoë uitsetkrag verkry sonder termiese effekte, dit wil sê goeie balkgehalte kan verkry word.
Een probleem wat u moet oorweeg, is dat die bandwydte van die uitgestraalde lig en die geabsorbeerde lig in 'n cryocooled laserkristal verminder word, sodat die golflengte -instelbereik nouer sal wees, en die lynwydte en golflengte -stabiliteit van die gepompte laser sal strenger wees. Hierdie effek is egter gewoonlik skaars.
Kryogene verkoeling gebruik gewoonlik 'n koelmiddel, soos vloeibare stikstof of vloeibare helium, en ideaal gesproke sirkuleer die koelmiddel deur 'n buis wat aan 'n laserkristal vasgemaak is. Koelmiddel word betyds aangevul of in 'n geslote lus herwin. Om stolling te voorkom, is dit gewoonlik nodig om die laserkristal in 'n vakuumkamer te plaas.
Die konsep van laserkristalle wat by lae temperature werk, kan ook op versterkers toegepas word. Titanium -saffier kan gebruik word om positiewe terugvoerversterker te maak, die gemiddelde uitsetkrag in tien watt.
Alhoewel kryogene verkoelingstoestelle kan bemoeilikLaserstelsels, meer algemene verkoelingstelsels is dikwels minder eenvoudig, en die doeltreffendheid van kryogene verkoeling maak dit moontlik om die kompleksiteit te verminder.
Postyd: Jul-14-2023