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À a so esenza, pumptà laser hè u prucessu di energia un mediu per ottene un statu induve pò emit lampaz. Questu hè tipicamente fattu inghjustendu attuale o corrente elettricu in u mezzu, eccitanti i so atomi è chì portanu à l'emissione di luce coherente. Stu prucessu fundativu hà evolutu significativamente da l'avventu di i primi lasers in a mità di u 20u.
Mentre hè spessu mudellu da a rate equazioni, pumping laser hè fundamentalmente un prucessu meccanicu quantistica. Implica interazzioni intricate trà fotoni è a struttura atomica o moleculare di u guadagnu di guadagnà. Mudelli avanzati cunsiderate fenomia cum'è Rabi oscillazioni, chì furnisce una capiscitura più sfumandata di queste interazzioni.
U pumping laser hè un prucessu induve energia, tipicamente in forma di luce o di un guadagnu elettricu, hè furnitu un guadagnu di laser per elevà i so atomi o mamosculi à l'energia Stu trasferimentu energeticu hè cruciale per chì l'insignamentu d'insignamentu di a pupulazione, un statu induve più particelli sò infatti chè in un statu energeticu di minori, chì permette di u mediu per amplificà l'emissione stimulatu. U prucessu implica intaracuta intricata quantum di quantum di, spessu mudele per via di a soquazioni di tariffe o più vanciari quantu meccanichi meccanichi. Aspetti chjave cumprendi a scelta di pompa fonte (cum'è lampa di laser), a pompa pumping), è l'ottima di intensità, intensità, cunghjuntenza di u guadagnu specificu di u guadagnu specificu di u guadagnu specificu di u guadagnu specificu di u guadagnu specificu di u guadagnu propiu di u guadagnu U pumping Laser hè fundamentale in diverse tipi di simer, cumprese u stiliru di stili, semicondtuctore, semiconduvu, è hè indesseru di gasu, l'operazione efficente di u lasassicu.
Varietà di lasers otticamente pompati
1. Lasers solidi cù l'isulatori doped
· Subblatura:Questi lasers utilizanu un mediu di ospiti elettricu è riesce à u pumu otticu per energizà ioni di u laser. Un esempiu cumunu hè NeodyMium in Yag Lasers.
·Ricerca Recente:Un studiu da A. ANTIPOT et al. Discute un Solidu-Statu vicinu-ir Laser per u pumu otticu di u scambiu di spin-scambiu. Sta ricerca ùn abilitamenti i vivuli in a tecnulugia solida-solida-statarii, in particulare in forma di infarede, chì hè cruciale per l'applicazioni cum'è l'imaginazione medicale è telective.
Leghje più:Un Solidu-Statu vicinu-ir Laser per u pumping otticu di spin-scambiu
2. Lasers semiconductori
·L'Informazione Generale: tipically apicanti pumpati, semiconduttori pò ancu dà per bmbing otto, in particulare, a superficita di cavità externa è di vestiri (VECSERS).
·Sviluppi recenti: U travagliu di u Keller nantu à i cimi di frequenza ottica da i lasers solidi di u stilu è selvucuttuli Stu avanzamentu hè significativu per e applicazioni in a metrologia ottica di frequenza.
Leghje più:Frequenzi ottici Freciali da LASERS LULIFOND-SOLOWLER ELRAFONDRUT
3. Lasers di gas
·Pompi otticu in i lasers di gas: certi tipi di lasers di gas, cum'è l'alcali vapore lasers, utilizate u pumping otto. Questi lasers sò spessu usati in applicazioni chì necessitanu fonti di luce coherente cù proprietà specifiche.
Fonti per u pumu otticu
Lampi di scaricamentu: Cumuni in Lamped-Pumped Lasers, Lampe di scaricamentu sò usati per u so altu putere è spettru largu. Ya Mandryko et al. Sviluppò un mudellu di energia di l'impulse arcu di a generazione di scaricamentu di i Media Active Pomping Xenon di Lampa di Solidi. Stu mudellu aiuta l'ottimizà u rendimentu di l'impulse lampazioni, cruciale per operazione laser efficiente.
Pugnu laser:Adupratu in i lasers pompati di u dood, laser offodi di offerte cum'è alta efficienza, è a capacità compacte, è a capacità di esse finita finamente.
Leghje più:Chì ghjè un diode laser?
Lampi flash: Lampiari flash sò custoditi sò cumuni di rimettà per pompe i lasse solidi, cum'è Ruby o ND: YAG LASERS. Fornenu una burst di luce alta chì eccita u mediu di laser.
Lampi di arcu: Simili à lampi flash ma cuncepitu per operazione cuntinua, i lampi di arcu offrenu una fonte stabile di luce intensa. Sò usati in Applicazioni induve l'operazione Laser di Laser (CW).
LED (luminoso emettente di doodes): Mentre ùn hè micca cusì cumunu cum'è i diodichi laser, LED ponu esse aduprati per u pumu otticu in certi applicazioni di bassa putenza. Sò vantagevuti per via di a so longa vita, costu bassu, è dispunibilità in diverse e lunghezze d'onda.
Lu sole: In certi configurazioni sperimentali, u sole cuncentratu hè stata aduprata cum'è una fonte di pompa per i lasers solari. Stu metudu Harnesses Organizazione di Solosse, chì facendu una fonte rinnuvabile è costu effetti ,ppuri hè menu cuntrubleatu è menu intensu paragunatu à fonti ligeri artificiali.
Fibre-Couple Coupru di Fibra: Questi sò i diodici laser anu accoppiatu à i Fibri ottici, chì furnisce a luce di pompa più efficace à u mediu di laser. Stu metudu hè particularmente utile in i zaseri di fibra è in situazioni induve a spedizione precise di luce di pump hè cruciala.
Altri Lasers: Certe volte, un laser hè adupratu per pompà un altru. Per esempiu, una frequenza-dubbita nd: yag laser pò esse adupratu per pompà un laser di tinte. Stu metudu hè spessu usatu quandu ignole d'onda specifiche sò necessarie per u prucessu di pumping chì ùn hè micca facilmente ottenutu cù fonti di luce convenzionale.
Laser di u Diodi-Statu
Fonte di energia iniziale: U prucessu cumencia cù un laser di doodo, chì serve cum'è a fonti pump. I lasers di denoodi sò scelti per a so efficienza, a dimensione compacta, è a capacità di emettà a luce in embe equitiche embri.
Pump Light:U laser di doodo emette a luce chì hè assorbita da u mediu di guadagnà solidu. L'ala d'ala di l'ala di l'adiu hè adattatu per adatta à a caratteristica di l'absorzione di u guadagnu di guadagnà.
Statu soliduGuadagnà mediu
Materiale:U GAINU mediu in DPSS Lasers hè tipicamente un materiale solidu cum'è nd: YADRIO-dopcatu Ytrium Yttrium Ytrovana-DOPUPHART?
Doping:Questi materiali sò doppiati cù ioni rari (cum'è nd o yb), chì sò l'Ioni di Laser attivu.
Assorbimentu di energia è eccitazione:Quandu a pompa luminosa da u laser di doodo entra in u guadagnu di u guadagnu, a terra rara assorbe questa energia è ammette à i Stati di l'energia più altu.
INVERSION POULAGL
Aiutà l'inversione di a pupulazione:A chjave per l'azzione laser hè uttene una inversione di a pupulazione in u guadagnu di guadagnà. Questu significa chì più ioni sò in un statu eccitatu chì in u statu di terra.
Emissione stimulata:Una volta l'inserione di pupulazione hè ottenuta, l'intruduzione di una fotone currispondente à a differenza inserita trà i Stati Eclittivu ponu stimulà chì u statu excitariu, inghjessi un partitu in u prucessu.
Resonatore otticu
Specchi: u mediu di guadagnà hè postu dentru un resonatore otticu, tipicamenti furmatu da dui specchi à ogni fine di u mediu.
Feedback è Amplificazione: Unu di i spettori hè assai riflessivu, è l'altru hè parzialmente riflessivu. Fotoni ripote avanti è avanti trà questi specchi, stimulante più emissioni è amplificendu a luce.
Emissione Laser
A luce coherente: i fotoni chì sò emessi sò coherenti, chì significanu sò in fase è anu a stessa lunghezza d'onda.
Sostituzione: i spechju parzialmente riflessivu permette una parte di sta luce per passà per via di u fasciu laser chì esce u lasso dpss.
Pumping Geometries: U latu vs End Pumping
| Misuportu di pumping | Descrizzione | APPLICAZIONI | VITANTI | SFIDI |
|---|---|---|---|---|
| Latu di u pumping | Pompa leggeru introduttu perpendiculare à u mediu laser | Lasers di canna o fibre | Distribuzione uniforme di lumera di pompa, adattatu per applicazioni di alta putenza | Distribuzione di guadagnà micca uniforme, qualità di fascia bassa |
| Finisci pumping | Pump luminosa diretta à longu u listessu assi cum'è u fasciu laser | Lasers statali solidi cum'è nd: yag | Distribuzione di guadagnà uniforme, qualità di fascia superiore | Allinjamentu cumplessu, dissipazione di calore menu efficace in i lasers di alta putenza |
I requisiti per a luce di pompa efficace
| Esigenza | ImpORTALU | Impattu / equilibriu | NOTI ADDIZIONALI |
|---|---|---|---|
| Suezzione di Spectrum | WAGHTENTHENTHENT DEBE CONTENU U SPECTRU D'AMBIZIONE DI U MEDIUM LASER | Assicura l'assorbimentu efficiente è l'inversione di pupulazione efficace | - |
| Intensità | Deve esse abbastanza altu per u livellu di eccitazione desiderata | Intensità eccessivamente alta ponu causà danni termichi; troppu bassu ùn uttene l'inversione di a pupulazione | - |
| Qualità di Peam | Particularmente criticu in i lasers findi di punta | Assicura un accoppiamentu efficiente è cuntribuisce à emergente a qualità di fasciu | A qualità alta di u fasciu hè cruciale per a sovrappina di u voluminu di a pompa è u voluminu di u modalità Laser |
| Polarizzazione | Dumandatu per i media cù proprietà anisotropiche | Aumenta l'efficienza d'assicurazione è pò affettà a polarizazione di a lampazione di laser emergente | U statu di polarizazione specifica pò esse necessariu |
| Rumore di intensità | I livelli di sonu pocu sò cruciale | I fluttuazioni in a pompa l'intensità di a lumera pò affettà a qualità di output di laser è a stabilità | IMPORTANTE PER L'applicazioni chì necessitanu una alta stabilità è precisione |
Tempu post: Dec-01-2023