E kākau inoa i kā mākou pāpili kaiapili no ka pou wikiwiki
ʻO nā lasers, kahi kihi o ka ʻenehana hou, he mea hoihoi e like me ko lākou paʻakikī. Aia i loko o ko lākou puʻuwai kahi symphony o nā ʻāpana e hana like ana e hana i ka mālamalama kūlike a hoʻonui ʻia. Ke ʻeli nei kēia blog i nā mea paʻakikī o kēia mau ʻāpana, i kākoʻo ʻia e nā loina ʻepekema a me nā kaulike, e hāʻawi i kahi ʻike hohonu o ka ʻenehana laser.
Nā ʻIke Kiʻekiʻe i nā ʻĀpana ʻŌnaehana Laser: He Manaʻo ʻenehana no nā poʻe loea
| ʻĀpana | Hana | Nā Laʻana |
| Loaʻa Waena | ʻO ke kikowaena loaʻa ka mea i loko o kahi laser i hoʻohana ʻia no ka hoʻonui ʻana i ka mālamalama. Hoʻomaʻalahi ia i ka hoʻonui ʻana i ka mālamalama ma o ke kaʻina hana o ka hoʻohuli ʻana o ka heluna kanaka a me ka hoʻokuʻu ʻia ʻana. ʻO ke koho ʻana o ka medium loaʻa e hoʻoholo i nā ʻano radiation o ka laser. | Nā Lasers Paʻa-Moʻo: eg, Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet), hoʻohana ʻia i nā noi lapaʻau a me nā ʻoihana.Nā Lasers Kinoea: e laʻa, nā lasers CO2, i hoʻohana ʻia no ka ʻoki ʻana a me ka kuʻihao.Nā Lasers Semiconductor:e laʻa, nā diode laser, i hoʻohana ʻia i ke kamaʻilio ʻana o ka fiber optics a me nā kuhikuhi laser. |
| Puna Paila | Hāʻawi ke kumu pamu i ka ikehu i ka mea loaʻa e hoʻokō ai i ka hoʻohuli ʻana o ka heluna kanaka (ke kumu ikehu no ka hoʻohuli ʻana o ka heluna kanaka), e hiki ai ke hana laser. | ʻO ka pamu ʻana ʻōpihoKe hoʻohana nei i nā kumu kukui ikaika e like me nā kukui uila e hoʻoulu i nā lasers paʻa.Pamu uila: Hoʻonāukiuki i ke kinoea i loko o nā lasers kinoea ma o ke au uila.Ka hoʻopili ʻana o ka SemiconductorKe hoʻohana nei i nā diode laser e pamu i ka medium laser solid-state. |
| Lua ʻIke | ʻO ka lua opitika, i hana ʻia me ʻelua mau aniani, e hōʻike ana i ka mālamalama e hoʻonui i ka lōʻihi o ke ala o ke kukui i loko o ka mea loaʻa, a laila e hoʻonui ana i ka hoʻonui ʻana o ke kukui. Hāʻawi ia i kahi ʻano manaʻo no ka hoʻonui ʻana o ka laser, e koho ana i nā ʻano spectral a me ka spatial o ke kukui. | Ka lua planar-planarHoʻohana ʻia i ka noiʻi keʻena hoʻokolohua, ʻano maʻalahi.Lua Planar-ConcaveʻO ka mea maʻamau i nā lasers ʻoihana, hāʻawi i nā kukuna kiʻekiʻe. Ka lua apoHoʻohana ʻia i nā hoʻolālā kikoʻī o nā lasers apo, e like me nā lasers kinoea apo. |
ʻO ka Gain Medium: He Nexus o Quantum Mechanics a me Optical Engineering
ʻO ka Quantum Dynamics ma ka Gain Medium
ʻO ke kikowaena loaʻa kahi e hana ʻia ai ke kaʻina hana kumu o ka hoʻonui ʻana o ka mālamalama, kahi hanana i paʻa pono i ka mechanics quantum. Hoʻomalu ʻia ka pilina ma waena o nā kūlana ikehu a me nā ʻāpana i loko o ka medium e nā kumumanaʻo o ka hoʻokuʻu ʻia ʻana a me ka hoʻohuli ʻana o ka heluna kanaka. Ua wehewehe ʻia ka pilina koʻikoʻi ma waena o ka ikaika o ka mālamalama (I), ka ikaika mua (I0), ka ʻāpana keʻa hoʻololi (σ21), a me nā helu ʻāpana ma nā pae ikehu ʻelua (N2 a me N1) e ka hoohalike I = I0e^(σ21(N2-N1)L). ʻO ka hoʻokō ʻana i kahi hoʻohuli heluna kanaka, kahi i ʻoi aku ai ʻo N2 ma mua o N1, he mea nui ia no ka hoʻonui ʻana a he kihi ia o ka physics laser [1].
Nā ʻōnaehana pae ʻekolu vs. pae ʻehā
I nā hoʻolālā laser kūpono, hoʻohana pinepine ʻia nā ʻōnaehana ʻekolu-pae a me ʻehā-pae. ʻO nā ʻōnaehana ʻekolu-pae, ʻoiai he maʻalahi, pono ka ikehu hou aʻe e hoʻokō ai i ka hoʻohuli ʻana o ka heluna kanaka no ka mea ʻo ka pae laser haʻahaʻa ke kūlana honua. ʻO nā ʻōnaehana ʻehā-pae, ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, hāʻawi i kahi ala ʻoi aku ka maikaʻi i ka hoʻohuli ʻana o ka heluna kanaka ma muli o ka palaho wikiwiki ʻole o ka radiative mai ka pae ikehu kiʻekiʻe, e hoʻolilo ana iā lākou i mea nui i nā noi laser hou.2].
Is Ke aniani i hoʻopili ʻia me ka erbiumhe waena loaʻa?
ʻAe, ʻo ke aniani i hoʻohui ʻia me ka erbium he ʻano mea hoʻonui i hoʻohana ʻia i nā ʻōnaehana laser. Ma kēia ʻano, ʻo ka "doping" e pili ana i ke kaʻina hana o ka hoʻohui ʻana i kahi nui o nā ion erbium (Er³⁺) i ke aniani. He mea honua kakaikahi ka Erbium, i ka wā e hoʻokomo ʻia ai i loko o kahi kikowaena aniani, hiki ke hoʻonui pono i ka mālamalama ma o ka hoʻokuʻu ʻia ʻana, kahi kaʻina hana nui i ka hana laser.
ʻIke nui ʻia ke aniani i hoʻohui ʻia me ka erbium no kona hoʻohana ʻana i nā lasers fiber a me nā mea hoʻonui fiber, ʻoi aku hoʻi i ka ʻoihana kelepona. He kūpono loa ia no kēia mau noi no ka mea hoʻonui pono ia i ka mālamalama ma nā nalu ma kahi o 1550 nm, ʻo ia kahi nalu koʻikoʻi no nā kamaʻilio fiber optical ma muli o kona pohō haʻahaʻa i nā fibers silica maʻamau.
ʻO kaʻerbiumaHoʻopili nā ion i ka mālamalama pamu (pinepine mai kahidiode laser) a hoʻonāukiuki ʻia i nā kūlana ikehu kiʻekiʻe. Ke hoʻi lākou i kahi kūlana ikehu haʻahaʻa, hoʻopuka lākou i nā photons ma ka nalu lasing, e kōkua ana i ke kaʻina hana laser. ʻO kēia ka mea e hoʻolilo ai i ke aniani erbium-doped i mea hoʻonui kūpono a hoʻohana nui ʻia i nā hoʻolālā laser a me nā amplifier like ʻole.
Nā Blog Pili: Nūhou - Aniani Hoʻohui ʻia me ka Erbium: ʻEpekema a me nā Hoʻohana
Nā ʻano hana hoʻopili: ʻO ka mana hoʻokele ma hope o nā lasers
Nā ʻAno like ʻole e hoʻokō ai i ka hoʻohuli ʻana o ka heluna kanaka
ʻO ke koho ʻana o ka mīkini pumping he mea koʻikoʻi ia i ka hoʻolālā laser, e hoʻohuli ana i nā mea āpau mai ka pono a hiki i ka nalu hoʻopuka. ʻO ka pumping optical, me ka hoʻohana ʻana i nā kumu kukui waho e like me nā kukui uila a i ʻole nā laser ʻē aʻe, he mea maʻamau ia i nā lasers solid-state a me dye. Hoʻohana pinepine ʻia nā ʻano hoʻokuʻu uila i nā lasers gas, ʻoiai nā lasers semiconductor e hoʻohana pinepine i ka injection electron. ʻO ka pono o kēia mau mīkini pumping, ʻoi aku hoʻi i nā lasers solid-state diode-pumped, he mea nui ia o ka noiʻi hou, e hāʻawi ana i ka pono kiʻekiʻe a me ka compactness.3].
Nā Manaʻo Loea i ka Pono o ka Pumping
ʻO ka pono o ke kaʻina hana pumping kahi ʻano koʻikoʻi o ka hoʻolālā laser, e hoʻopilikia ana i ka hana holoʻokoʻa a me ke kūpono o ka noi. I nā lasers solid-state, ʻo ke koho ma waena o nā kukui uila a me nā diodes laser ma ke ʻano he kumu pamu hiki ke hoʻopilikia nui i ka pono o ka ʻōnaehana, ka ukana wela, a me ka maikaʻi o ke kukuna. ʻO ka hoʻomohala ʻana o nā diodes laser mana kiʻekiʻe, kiʻekiʻe-efficiency ua hoʻololi i nā ʻōnaehana laser DPSS, e hiki ai i nā hoʻolālā ʻoi aku ka liʻiliʻi a me ka maikaʻi.4].
ʻO ke Ana Optical: Ke hana ʻenekinia ʻana i ke kukuna laser
Hoʻolālā Lua: He Hana Kaulike o ke Kino a me ka ʻenekinia
ʻAʻole wale ka lua optical, a i ʻole resonator, he ʻāpana passive akā he mea komo ikaika i ke ʻano o ke kukuna laser. ʻO ka hoʻolālā ʻana o ka lua, me ke curvature a me ke kaulike ʻana o nā aniani, he kuleana koʻikoʻi ia i ka hoʻoholo ʻana i ke kūpaʻa, ke ʻano hana, a me ka hopena o ka laser. Pono e hoʻolālā ʻia ka lua e hoʻonui i ka loaʻa optical me ka hoʻemi ʻana i nā pohō, kahi paʻakikī e hoʻohui i ka ʻenekinia optical me nā optics nalu.5.
Nā Kūlana Oscillation a me ke Koho ʻana o ke ʻano
I mea e hana ai ka oscillation laser, pono e ʻoi aku ka loaʻa i hāʻawi ʻia e ka medium ma mua o nā pohō i loko o ke ana. ʻO kēia kūlana, me ke koi no ka superposition nalu coherent, e kuhikuhi ana i kekahi mau ʻano longitudinal wale nō i kākoʻo ʻia. Hoʻopili ʻia ka spacing mode a me ke ʻano mode holoʻokoʻa e ka lōʻihi kino o ke ana a me ka index refractive o ka gain medium [6].
Hopena
ʻO ka hoʻolālā a me ka hana ʻana o nā ʻōnaehana laser e uhi ana i kahi ākea o nā loina physics a me nā ʻenekinia. Mai ka mechanics quantum e hoʻomalu ana i ka gain medium a hiki i ka ʻenekinia paʻakikī o ka lua optical, he kuleana koʻikoʻi kēlā me kēia ʻāpana o kahi ʻōnaehana laser i kāna hana holoʻokoʻa. Ua hāʻawi kēia ʻatikala i kahi ʻike i loko o ka honua paʻakikī o ka ʻenehana laser, e hāʻawi ana i nā ʻike e pili ana i ka ʻike holomua o nā polopeka a me nā ʻenekinia optical ma ke kahua.
Nā Kuhikuhi
- 1. Siegman, AE (1986). Nā Lasers. Nā Buke ʻepekema Kulanui.
- 2. Svelto, O. (2010). Nā Kumumanaʻo o nā Lasers. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). ʻEnekinia Laser Paʻa-Moʻo. Springer.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Nā Lasers State Solid Pumped Diode. Ma ka Handbook of Laser Technology and Applications (Vol. III). CRC Press.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). ʻIke Kino Laser. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). Nā Kumumanaʻo Laser. Cambridge University Press.
Ka manawa hoʻouna: Nov-27-2023