Абонирайте се за нашите социални медии за бърза публикация
Lasers, a cornerstone of modern technology, are as fascinating as they are complex. В сърцето им се крие симфония от компоненти, работещи в унисон за производство на кохерентна, усилена светлина. This blog delves into the intricacies of these components, supported by scientific principles and equations, to provide a deeper understanding of laser technology.
| Компонент | Функция |
|
| The gain medium is the material in a laser used for amplifying light. It facilitates light amplification through the process of population inversion and stimulated emission. Изборът на среда за усилване определя характеристиките на радиацията на лазера. | : | |
| The optical cavity, consisting of two mirrors, reflects light to increase the path length of light in the gain medium, thereby enhancing light amplification. Той осигурява механизъм за обратна връзка за лазерно усилване, избирайки спектралните и пространствените характеристики на светлината. |
The gain medium is where the fundamental process of light amplification occurs, a phenomenon deeply rooted in quantum mechanics. The interaction between energy states and particles within the medium is governed by the principles of stimulated emission and population inversion. The critical relationship between the light intensity (I), the initial intensity (I0), the transition cross-section (σ21), and the particle numbers at the two energy levels (N2 and N1) is described by the equation I = I0e^(σ21(N2-N1)L). Постигането на инверсия на популацията, където N2> N1 е от съществено значение за усилване и е крайъгълен камък на лазерната физика [1].
In practical laser designs, three-level and four-level systems are commonly employed. Тристепенните системи, макар и по-прости, изискват повече енергия за постигане на инверсия на населението, тъй като по-ниското ниво на лазер е основното състояние. Four-level systems, on the other hand, offer a more efficient route to population inversion due to the rapid non-radiative decay from the higher energy level, making them more prevalent in modern laser applications[2].
Is
Ербийското стъкло е особено забележимо с използването си в лазери от влакна и влакна, особено в телекомуникационната индустрия. It is well-suited for these applications because it efficiently amplifies light at wavelengths around 1550 nm, which is a key wavelength for optical fiber communications due to its low loss in standard silica fibers.
TheЕрбий
Свързани блогове: Новини - стъкло, легирано от Ербий: Наука и приложения
Механизми за изпомпване: движещата сила зад лазерите
Изборът на помпения механизъм е основен при лазерния дизайн, влияещ върху всичко - от ефективност до дължина на вълната на изхода. Оптичното изпомпване, използвайки външни източници на светлина като флаш ленти или други лазери, е често срещано в лазери от твърдо състояние и багрила. Методите на електрически разряд обикновено се използват в газови лазери, докато полупроводниковите лазери често използват инжектиране на електрон. The efficiency of these pumping mechanisms, particularly in diode-pumped solid-state lasers, has been a significant focus of recent research, offering higher efficiency and compactness[3].
4].
Оптичната кухина: Инженеринг на лазерния лъч
Дизайн на кухината: Акт за балансиране на физиката и инженерството
The optical cavity, or resonator, is not just a passive component but an active participant in shaping the laser beam. The design of the cavity, including the curvature and alignment of the mirrors, plays a crucial role in determining the stability, mode structure, and output of the laser. Кухината трябва да бъде проектирана така, че да подобри оптичното усилване, като същевременно свежда до минимум загубите, предизвикателство, което съчетава оптичното инженерство с вълновата оптика5.
6].
Заключение
Време за публикация: ноември-27-2023