Принсипи асосиилазерҳои нахи якмода
Тавлиди лазер риояи се шарти асосиро талаб мекунад: инверсияи популятсия, ковокии резонансии мувофиқ ва расидан ба...лазеростона (афзоиши рӯшноӣ дар ковокии резонансӣ бояд аз талафот зиёдтар бошад). Механизми кори лазерҳои нахи якмода маҳз ба ин принсипҳои асосии физикӣ асос ёфтааст ва тавассути сохтори махсуси роҳнамоҳои мавҷӣ ба беҳсозии самаранокӣ ноил мегардад.
Радиатсияи ангезанда ва инверсияи популятсия асоси физикии тавлиди лазерҳо мебошанд. Вақте ки энергияи рӯшноие, ки аз ҷониби манбаи насос (одатан диоди лазерии нимноқил) хориҷ мешавад, ба нахи тақвиятдиҳандаи бо ионҳои нодирзаминӣ (масалан, Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺) омехташуда ворид карда мешавад, ионҳои нодирзамин энергияро фурӯ мебаранд ва аз ҳолати асосӣ ба ҳолати ангезиш мегузаранд. Вақте ки шумораи ионҳо дар ҳолати ангезиш аз шумораи ҳолати асосӣ зиёд мешавад, ҳолати инверсияи популятсия ба вуҷуд меояд. Дар ин лаҳза, фотони афтида радиатсияи ангезандаи иони ҳолати ангезишро ба вуҷуд меорад ва фотонҳои нави ҳамон басомад, фаза ва самти фотони афтидаро тавлид мекунад ва бо ин васила ба тақвияти оптикӣ ноил мегардад.
Хусусияти асосии режими ягоналазерҳои нахӣдар диаметри хеле нозуки аслии онҳо (одатан 8-14μm) ҷойгир аст. Мувофиқи назарияи оптикаи мавҷӣ, чунин аслии нозук метавонад танҳо як режими майдони электромагнитиро (яъне режими асосии LP₀₁ ё HE₁₁) интиқоли устувор, яъне режими ягонаро таъмин кунад. Ин мушкили парокандагии интермодалиро, ки дар нахҳои бисёрмодавӣ мавҷуд аст, яъне падидаи васеъшавии импулсро, ки дар натиҷаи паҳншавии режимҳои гуногун бо суръати гуногун ба вуҷуд меояд, бартараф мекунад. Аз нуқтаи назари хусусиятҳои интиқол, фарқияти роҳи паҳншавии нур дар самти меҳварӣ дар нахҳои оптикии якмода хеле хурд аст, ки ин боиси он мегардад, ки шуои баромад ҳамоҳангии комили фазоӣ ва тақсимоти энергияи Гауссӣ бошад ва омили сифати шуоъ M² метавонад ба 1 наздик шавад (M²=1 барои шуои идеалии Гауссӣ).
Лазерҳои нахӣ намояндагони барҷастаи насли сеюм мебошандтехнологияи лазерӣ, ки нахҳои шишагини бо унсурҳои нодири замин омехташуда ҳамчун воситаи тақвият истифода мебаранд. Дар даҳсолаи охир, лазерҳои нахи якмода бо шарофати бартариҳои беназири иҷрои худ саҳми торафт муҳимро дар бозори ҷаҳонии лазер ишғол кардаанд. Дар муқоиса бо лазерҳои нахи бисёрмода ё лазери анъанавии сахтҳол, лазерҳои нахи якмода метавонанд шуои Гауссии идеалиро бо сифати шуоъ ба 1 тавлид кунанд, ки ин маънои онро дорад, ки шуоъ қариб ба кунҷи назариявии дивергенсия ва нуқтаи ҳадди ақали фокусӣ мерасад. Ин хусусият онро дар соҳаҳои коркард ва андозагирӣ, ки дақиқии баланд ва таъсири ками гармиро талаб мекунанд, ивазнашаванда мегардонад.
Вақти нашр: 19 ноябри соли 2025