Langganan Media Sosial Kami Untuk Postingan Segera
Laser, minangka pondasi teknologi modern, pancen narik kawigaten nanging uga rumit. Ing njero laser ana simfoni komponen sing makarya bebarengan kanggo ngasilake cahya sing koheren lan dikuatake. Blog iki nyinaoni seluk-beluk komponen kasebut, didhukung dening prinsip lan persamaan ilmiah, kanggo menehi pangerten sing luwih jero babagan teknologi laser.
Wawasan Lanjut babagan Komponen Sistem Laser: Perspektif Teknis kanggo Profesional
| Komponen | Fungsi | Tuladha |
| Gain Sedheng | Medium gain yaiku bahan ing laser sing digunakake kanggo nguatake cahya. Iki nggampangake amplifikasi cahya liwat proses inversi populasi lan emisi sing distimulasi. Pilihan medium gain nemtokake karakteristik radiasi laser. | Laser Solid-Statecontone, Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet), digunakake ing aplikasi medis lan industri.Laser Gas: contone, laser CO2, digunakake kanggo nglereni lan ngelas.Laser Semikonduktor:contone, dioda laser, sing digunakake ing komunikasi serat optik lan pointer laser. |
| Sumber Pompa | Sumber pompa nyedhiyakake energi menyang medium gain kanggo entuk inversi populasi (sumber energi kanggo inversi populasi), sing ngaktifake operasi laser. | Pompa OptikNggunakake sumber cahya sing kuat kaya lampu senter kanggo mompa laser solid-state.Pompa Listrik: Nge-excite gas ing laser gas liwat arus listrik.Pompa SemikonduktorNggunakake dioda laser kanggo mompa medium laser solid-state. |
| Rongga Optik | Rongga optik, sing kasusun saka rong pangilon, mantulkan cahya kanggo nambah dawa jalur cahya ing medium gain, saengga nambah amplifikasi cahya. Iki nyedhiyakake mekanisme umpan balik kanggo amplifikasi laser, milih karakteristik spektral lan spasial cahya. | Rongga Planar-PlanarDigunakake ing riset laboratorium, strukture prasaja.Rongga Planar-CengkehUmume ing laser industri, nyedhiyakake sinar kualitas dhuwur. Rongga CincinDigunakake ing desain laser cincin tartamtu, kaya laser gas cincin. |
Medium Gain: Hubungan Mekanika Kuantum lan Teknik Optik
Dinamika Kuantum ing Medium Gain
Medium gain yaiku papan proses dhasar amplifikasi cahya kedadeyan, fenomena sing wis ana ing mekanika kuantum. Interaksi antarane kahanan energi lan partikel ing njero medium diatur dening prinsip emisi sing distimulasi lan inversi populasi. Hubungan kritis antarane intensitas cahya (I), intensitas awal (I0), penampang transisi (σ21), lan jumlah partikel ing rong tingkat energi (N2 lan N1) diterangake dening persamaan I = I0e^(σ21(N2-N1)L). Nggayuh inversi populasi, ing ngendi N2 > N1, penting kanggo amplifikasi lan minangka landasan fisika laser [1].
Sistem Telung Tingkat vs. Papat Tingkat
Ing desain laser praktis, sistem telung tingkat lan papat tingkat umum digunakake. Sistem telung tingkat, sanajan luwih prasaja, mbutuhake energi luwih akeh kanggo entuk inversi populasi amarga tingkat laser sing luwih murah minangka kahanan dhasar. Sistem papat tingkat, ing sisih liya, nawakake rute sing luwih efisien kanggo inversi populasi amarga peluruhan non-radiatif sing cepet saka tingkat energi sing luwih dhuwur, saengga luwih umum ing aplikasi laser modern.2].
Is Kaca sing didoping erbiummedia gain?
Ya, kaca sing didoping erbium pancen minangka jinis medium gain sing digunakake ing sistem laser. Ing konteks iki, "doping" nuduhake proses nambahake jumlah ion erbium (Er³⁺) tartamtu menyang kaca. Erbium minangka unsur tanah jarang sing, nalika digabungake menyang inang kaca, bisa kanthi efektif nggedhekake cahya liwat emisi sing distimulasi, proses dhasar ing operasi laser.
Kaca sing didoping erbium misuwur banget amarga panggunaane ing laser serat lan amplifier serat, utamane ing industri telekomunikasi. Kaca iki cocog banget kanggo aplikasi kasebut amarga kanthi efisien nguatake cahya ing dawa gelombang sekitar 1550 nm, sing minangka dawa gelombang kunci kanggo komunikasi serat optik amarga kerugian sing sithik ing serat silika standar.
IngerbiumIon nyerep cahya pompa (asring sakadioda laser) lan tereksitasi menyang kahanan energi sing luwih dhuwur. Nalika bali menyang kahanan energi sing luwih endhek, dheweke ngetokake foton ing dawa gelombang laser, sing nyumbang kanggo proses laser. Iki ndadekake kaca sing didoping erbium dadi medium gain sing efektif lan digunakake sacara wiyar ing macem-macem desain laser lan amplifier.
Blog sing gegandhengan: Pawarta - Kaca sing Didoping Erbium: Ilmu Pengetahuan & Aplikasi
Mekanisme Pompa: Kekuatan Pendorong ing Mburi Laser
Maneka Warna Pendekatan kanggo Nggayuh Inversi Populasi
Pilihan mekanisme pompa iku penting banget ing desain laser, sing mengaruhi kabeh saka efisiensi nganti dawa gelombang output. Pompa optik, nggunakake sumber cahya eksternal kayata lampu kilat utawa laser liyane, umum ing laser solid-state lan dye. Metode pelepasan muatan listrik biasane digunakake ing laser gas, dene laser semikonduktor asring nggunakake injeksi elektron. Efisiensi mekanisme pompa iki, utamane ing laser solid-state sing dipompa dioda, wis dadi fokus penting saka riset anyar, sing nawakake efisiensi lan kekompakan sing luwih dhuwur.3].
Pertimbangan Teknis ing Efisiensi Pompa
Efisiensi proses pompa minangka aspek kritis saka desain laser, sing mengaruhi kinerja sakabèhé lan kesesuaian aplikasi. Ing laser solid-state, pilihan antarane lampu kilat lan dioda laser minangka sumber pompa bisa mengaruhi efisiensi sistem, beban termal, lan kualitas sinar kanthi signifikan. Pangembangan dioda laser daya dhuwur lan efisiensi dhuwur wis ngrevolusi sistem laser DPSS, sing mbisakake desain sing luwih kompak lan efisien.4].
Rongga Optik: Ngrekayasa Sinar Laser
Desain Rongga: Tindakan Penyeimbang Fisika lan Teknik
Rongga optik, utawa resonator, ora mung komponen pasif nanging uga peserta aktif ing mbentuk sinar laser. Desain rongga, kalebu kelengkungan lan keselarasan pangilon, nduweni peran penting kanggo nemtokake stabilitas, struktur mode, lan output laser. Rongga kasebut kudu dirancang kanggo nambah gain optik nalika nyuda kerugian, tantangan sing nggabungake teknik optik karo optik gelombang.5.
Kondisi Osilasi lan Pemilihan Mode
Supaya osilasi laser bisa kedadeyan, gain sing diwenehake dening medium kudu ngluwihi kerugian ing njero rongga kasebut. Kondisi iki, ditambah karo syarat kanggo superposisi gelombang koheren, nemtokake manawa mung mode longitudinal tartamtu sing didhukung. Jarak mode lan struktur mode sakabèhé dipengaruhi dening dawa fisik rongga lan indeks bias medium gain [6].
Dudutan
Desain lan operasi sistem laser nyakup spektrum fisika lan prinsip teknik sing amba. Saka mekanika kuantum sing ngatur medium gain nganti teknik rongga optik sing rumit, saben komponen sistem laser nduweni peran penting ing fungsi sakabèhé. Artikel iki wis menehi gambaran sekilas babagan jagad teknologi laser sing kompleks, menehi wawasan sing cocog karo pangerten maju para profesor lan insinyur optik ing lapangan kasebut.
Referensi
- 1. Siegman, AE (1986). Laser. Buku Ilmu Universitas.
- 2. Svelto, O. (2010). Prinsip-prinsip Laser. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). Rekayasa Laser Solid-State. Springer.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Laser Solid State sing Dipompa Dioda. Ing Buku Pegangan Teknologi lan Aplikasi Laser (Vol. III). CRC Press.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Fisika Laser. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). Dasar-Dasar Laser. Cambridge University Press.
Wektu kiriman: 27 Nov-2023