Kodi laser ya cryogenic ndi chiyani?

Lingaliro la ma laser omwe amagwira ntchito pa kutentha kochepa si latsopano: laser yachiwiri m'mbiri inali yodzaza ndi cryogenic. Poyamba, lingaliroli linali lovuta kukwaniritsa ntchito ya kutentha kwa chipinda, ndipo chidwi cha ntchito yotsika kutentha chinayamba m'zaka za m'ma 1990 ndi chitukuko cha ma laser amphamvu kwambiri ndi ma amplifier.

Mu mphamvu zambirimagwero a laserZotsatira za kutentha monga kutayika kwa depolarization, thermal lens kapena laser crystal bend zingakhudze magwiridwe antchito agwero la kuwalaKudzera mu kuzizira kotsika kwa kutentha, zotsatira zambiri zoyipa za kutentha zimatha kuchepetsedwa bwino, ndiko kuti, chowonjezera cha gain chiyenera kuziziritsidwa mpaka 77K kapena ngakhale 4K. Zotsatira zake zoziziritsira zimaphatikizapo makamaka:

Kuthamanga kwa mpweya kwa gain medium kumalepheretsedwa kwambiri, makamaka chifukwa chakuti njira yapakati ya chingwe imawonjezeka. Zotsatira zake, kutentha kumatsika kwambiri. Mwachitsanzo, kutentha kukatsika kuchoka pa 300K kufika pa 77K, kutentha kwa kristalo ya YAG kumawonjezeka ndi nthawi zisanu ndi ziwiri.

Kuchuluka kwa kutentha komwe kumafalikira kumachepanso kwambiri. Izi, pamodzi ndi kuchepa kwa kutentha, zimapangitsa kuti ma lensing a kutentha achepe ndipo motero kumachepetsa mwayi woti kupsinjika maganizo kusweke.

Choyezera cha thermo-optical chimachepetsedwanso, zomwe zimachepetsanso mphamvu ya lenzi ya kutentha.

Kuwonjezeka kwa kuyamwa kwa ma ion a rare earth kumachitika makamaka chifukwa cha kuchepa kwa kufalikira komwe kumachitika chifukwa cha kutentha. Chifukwa chake, mphamvu ya saturation imachepa ndipo kuwonjezeka kwa laser kumawonjezeka. Chifukwa chake, mphamvu ya threshold pump imachepa, ndipo ma pulses afupiafupi amapezeka pamene Q switch ikugwira ntchito. Mwa kuwonjezera transmittance ya output coupler, mphamvu ya slope imatha kukwera, kotero kuti zotsatira za kutayika kwa parasitic cavity zimakhala zosafunikira kwenikweni.

Chiwerengero cha tinthu tating'onoting'ono ta mlingo wotsika wa quasi-three-level gain medium chachepetsedwa, kotero mphamvu ya threshold pumping imachepetsedwa ndipo mphamvu yamagetsi imawonjezeka. Mwachitsanzo, Yb:YAG, yomwe imapanga kuwala pa 1030nm, imawoneka ngati dongosolo la quasi-three-level pa kutentha kwa chipinda, koma dongosolo la 4-level pa 77K. Er: Zomwezo ndi zoona kwa YAG.

Kutengera ndi njira yopezera phindu, mphamvu ya njira zina zozimitsira moto idzachepetsedwa.

Kuphatikiza pa zinthu zomwe zili pamwambapa, kugwira ntchito kwa kutentha kochepa kungathandize kwambiri kuti laser igwire bwino ntchito. Makamaka, ma laser ozizira kutentha kochepa amatha kupeza mphamvu yotulutsa mphamvu zambiri popanda kutentha, ndiko kuti, kuwala kwabwino kungapezeke.

Nkhani imodzi yofunika kuganizira ndi yakuti mu galasi la laser lozizira, mphamvu ya kuwala kowala ndi kuwala komwe kumayamwa imachepa, kotero kuti kuchuluka kwa mafunde ozungulira kudzakhala kochepa, ndipo m'lifupi mwa mzere ndi kukhazikika kwa mafunde a laser yopompedwa kudzakhala kolimba kwambiri. Komabe, izi nthawi zambiri zimakhala zochepa.

Kuziziritsa kwa cryogenic nthawi zambiri kumagwiritsa ntchito choziziritsira, monga nayitrogeni yamadzimadzi kapena heliamu yamadzimadzi, ndipo makamaka choziziritsira chimazungulira kudzera mu chubu cholumikizidwa ndi galasi la laser. Choziziritsira chimadzazidwanso pakapita nthawi kapena kubwezeretsedwanso mu kuzungulira kotsekedwa. Pofuna kupewa kuuma, nthawi zambiri ndikofunikira kuyika galasi la laser mu chipinda chopanda mpweya.

Lingaliro la makristalo a laser omwe amagwira ntchito kutentha kochepa lingagwiritsidwenso ntchito pa ma amplifier. Titanium safiro ingagwiritsidwe ntchito kupanga ma amplifier abwino, mphamvu yapakati yotulutsa mu ma watts makumi ambiri.

Ngakhale zipangizo zoziziritsira za cryogenic zimatha kusokonezamakina a laser, njira zoziziritsira zomwe zimapezeka nthawi zambiri zimakhala zosavuta, ndipo kugwira ntchito bwino kwa kuziziritsa kwa cryogenic kumathandiza kuchepetsa zovuta zina.