Лазери криогенӣ чист

Консепсияи лазерҳои дар ҳарорати паст коркунанда нав нест: лазери дуюм дар таърих криогенӣ буд. Дар аввал, консепсия барои ноил шудан ба амалиёти ҳарорати хонагӣ душвор буд ва шавқу рағбати кори пасти ҳарорат дар солҳои 1990-ум бо таҳияи лазерҳои пурқувват ва пурқувваткунанда оғоз ёфт.

Дар қувваи баландманбаъҳои лазерӣТаъсири гармидиҳӣ, аз қабили талафоти деполяризатсия, линзаи гармӣ ё каҷ кардани кристаллҳои лазерӣ метавонад ба иҷрои кор таъсир расонад.манбаи нур. Тавассути хунуккунии ҳарорати паст, бисёр эффектҳои гармии зарароварро метавон ба таври муассир рафъ кард, яъне муҳити фоидаро то 77К ё ҳатто 4К сард кардан лозим аст. Таъсири хунуккунӣ асосан дар бар мегирад:

Ноқилияти хоси муҳити афзоянда хеле монеъ мешавад, асосан аз он сабаб, ки роҳи миёнаи ресмон зиёд мешавад. Дар натиҷа, градиенти ҳарорат ба таври назаррас коҳиш меёбад. Масалан, вақте ки ҳарорат аз 300К то 77К паст карда мешавад, гузариши гармии кристалл YAG ҳафт маротиба зиёд мешавад.

Коэффициенти диффузияи гармй низ якбора кам мешавад. Ин, дар якҷоягӣ бо коҳиши градиенти ҳарорат, боиси кам шудани таъсири линзаи гармӣ ва аз ин рӯ, эҳтимолияти шикастани стресс мегардад.

Коэффисиенти термооптикӣ низ коҳиш ёфта, таъсири линзаи гармиро боз ҳам коҳиш медиҳад.

Афзоиши буриши азхудкунии ионҳои нодир асосан аз ҳисоби камшавии васеъшавии таъсири гармӣ вобаста аст. Аз ин рӯ, қудрати сершавӣ кам мешавад ва фоидаи лазер зиёд мешавад. Аз ин рӯ, қувваи насоси остона кам мешавад ва ҳангоми кор кардани коммутатори Q импульсҳои кӯтоҳтар ба даст овардан мумкин аст. Бо баланд бардоштани гузариши пайвасткунандаи баромад, самаранокии нишебро беҳтар кардан мумкин аст, аз ин рӯ таъсири талафоти холигии паразитӣ аҳамияти камтар пайдо мекунад.

Шумораи заррачаҳои сатҳи умумии пасти миёнаравии квази-сесатҳа кам карда мешавад, аз ин рӯ қудрати обкашӣ кам мешавад ва самаранокии нерӯ беҳтар мешавад. Масалан, Yb: YAG, ки нурро дар 1030 нм тавлид мекунад, метавонад ҳамчун системаи квази-сесатҳа дар ҳарорати хонагӣ дида шавад, аммо системаи чаҳорсатҳи дар 77K. Эр: Айнан ҳамин чиз ба YAG дахл дорад.

Вобаста ба муҳити фоида, шиддатнокии баъзе равандҳои хомӯшкунӣ кам мешавад.

Дар якҷоягӣ бо омилҳои дар боло зикршуда, амалиёти ҳарорати паст метавонад кори лазерро хеле беҳтар кунад. Аз ҷумла, лазерҳои хунуккунии ҳарорати паст метавонанд бе таъсири гармидиҳӣ қудрати хеле баланди баромадро ба даст оранд, яъне сифати хуби нур ба даст овардан мумкин аст.

Як масъалае, ки бояд баррасӣ шавад, ин аст, ки дар кристаллҳои лазерии криоколдшуда паҳнои нури радиатсионӣ ва нури ғарқшуда кам мешавад, аз ин рӯ диапазони танзими дарозии мавҷ тангтар мешавад ва паҳнои хат ва устувории дарозии мавҷи лазери насосӣ сахттар хоҳад буд. . Аммо, ин таъсир одатан нодир аст.

Сардшавии криогенӣ одатан яхдонро истифода мебарад, аз қабили нитрогени моеъ ё гелийи моеъ, ва идеалӣ, яхдон тавассути найчаи ба кристали лазерӣ пайвастшуда гардиш мекунад. Моддаи хунуккунӣ сари вақт пур карда мешавад ё дар як ҳалқаи пӯшида дубора коркард мешавад. Барои роҳ надодан ба сахтшавӣ, одатан кристалл лазериро дар камераи вакуумӣ ҷойгир кардан лозим аст.

Консепсияи кристаллҳои лазерӣ, ки дар ҳарорати паст кор мекунанд, инчунин метавонад ба пурқувваткунандаҳо татбиқ карда шавад. Сафири титанро метавон барои сохтани пурқувваткунандаи фикру мулоҳизаҳои мусбӣ, қудрати миёнаи баромад дар даҳҳо ватт истифода бурд.

Гарчанде ки дастгоҳҳои хунуккунии криогенӣ метавонанд мушкил гардонандсистемаҳои лазерӣ, системаҳои хунуккунии бештар маъмул одатан камтар соддаанд ва самаранокии хунуккунии криогенӣ имкон медиҳад, ки мураккабии каме коҳиш ёбад.