Langganan Media Sosial Kita Kanggo Kiriman Langsung
Laser, sawijining pondasi teknologi modern, pancen nggumunake kaya kompleks. Ing atine ana simfoni komponen sing makarya bebarengan kanggo ngasilake cahya sing koheren lan digedhekake. Blog iki nyelidiki kerumitan komponen kasebut, didhukung dening prinsip lan persamaan ilmiah, kanggo menehi pangerten sing luwih jero babagan teknologi laser.
Wawasan Lanjut menyang Komponen Sistem Laser: Perspektif Teknis kanggo Profesional
| Komponen | Fungsi | Tuladha |
| Entuk Sedheng | Media gain yaiku materi ing laser sing digunakake kanggo nggedhekake cahya. Iki nggampangake amplifikasi cahya liwat proses inversi populasi lan emisi sing dirangsang. Pilihan saka medium gain nemtokake karakteristik radiation laser kang. | Laser Solid State: contone, Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet), digunakake ing aplikasi medical lan industri.Laser Gas: contone, laser CO2, digunakake kanggo nglereni lan welding.Laser Semikonduktor:contone, dioda laser, digunakake ing komunikasi serat optik lan penunjuk laser. |
| Sumber Pumping | Sumber pumping nyedhiyakake energi menyang medium gain kanggo entuk inversi populasi (sumber energi kanggo inversi populasi), mbisakake operasi laser. | Optical Pumping: Nggunakake sumber cahya sing kuat kaya lampu senter kanggo ngompa laser solid-state.Pompa Listrik: Macem gas ing laser gas liwat arus listrik.Semikonduktor Pumping: Nggunakake dioda laser kanggo pump medium laser ngalangi-negara. |
| Rongga Optik | Rongga optik, sing dumadi saka rong pangilon, nggambarake cahya kanggo nambah dawa dalan cahya ing medium gain, saéngga nambah amplifikasi cahya. Nyedhiyakake mekanisme umpan balik kanggo amplifikasi laser, milih karakteristik spektral lan spasial saka cahya. | Rongga Planar-Planar: Digunakake ing riset laboratorium, struktur prasaja.Rongga Planar-Concave: Umum ing laser industri, menehi balok kualitas dhuwur. Rongga Ring: Digunakake ing desain tartamtu saka laser ring, kaya laser gas ring. |
Media Gain: Nexus Mekanika Kuantum lan Teknik Optik
Dinamika Kuantum ing Sedheng Gain
Media gain yaiku ing ngendi proses dhasar amplifikasi cahya, sawijining fenomena sing didhasarake ing mekanika kuantum. Interaksi antarane negara energi lan partikel ing medium diatur dening prinsip emisi stimulasi lan inversi populasi. Hubungan kritis antarane intensitas cahya (I), intensitas awal (I0), potongan silang transisi (σ21), lan nomer partikel ing rong tingkat energi (N2 lan N1) diterangake kanthi persamaan I = I0e^ (σ21(N2-N1)L). Nggayuh inversi populasi, ing ngendi N2 > N1, penting kanggo amplifikasi lan minangka landasan fisika laser.1].
Sistem Tiga Tingkat vs
Ing desain laser praktis, sistem telung tingkat lan papat tingkat biasane digunakake. Sistem telung tingkat, sanajan luwih gampang, mbutuhake energi luwih akeh kanggo entuk inversi populasi amarga tingkat laser sing luwih murah yaiku kahanan lemah. Sistem papat tingkat, ing tangan liyane, nawakake rute sing luwih efisien kanggo inversi populasi amarga bosok non-radiatif kanthi cepet saka tingkat energi sing luwih dhuwur, nggawe luwih umum ing aplikasi laser modern.2].
Is Kaca erbium-dopedmedium gain?
Ya, kaca erbium-doped pancen minangka jinis media gain sing digunakake ing sistem laser. Ing konteks iki, "doping" nuduhake proses nambahake jumlah ion erbium (Er³⁺) tartamtu menyang kaca. Erbium minangka unsur bumi langka sing, nalika digabung menyang host kaca, bisa kanthi efektif nggedhekake cahya liwat emisi sing dirangsang, proses dhasar ing operasi laser.
Kaca erbium-doped utamané misuwur amarga digunakake ing laser serat lan amplifier serat, utamane ing industri telekomunikasi. Cocog kanggo aplikasi kasebut amarga kanthi efisien nggedhekake cahya ing dawane gelombang sekitar 1550 nm, yaiku dawa gelombang kunci kanggo komunikasi serat optik amarga mundhut serat silika standar.
Ingerbiumion nyerep cahya pompa (asring saka adioda laser) lan bungah kanggo negara energi sing luwih dhuwur. Nalika padha bali menyang negara energi ngisor, padha emit foton ing dawa gelombang lasing, contributing kanggo proses laser. Iki ndadekake kaca erbium-doped minangka media gain sing efektif lan akeh digunakake ing macem-macem desain laser lan amplifier.
Blog sing gegandhengan: Warta - Kaca Erbium-Doped: Ilmu & Aplikasi
Mekanisme Pumping: Daya Nyopir Konco Laser
Macem-macem Pendekatan kanggo Nampa Inversi Populasi
Pilihan saka mekanisme pumping punika pivotal ing desain laser, mengaruhi kabeh saka efficiency kanggo dawa gelombang output. Pemompaan optik, nggunakake sumber cahya njaba kayata lampu kilat utawa laser liyane, umum ing laser solid-state lan pewarna. Cara discharge listrik biasane digunakake ing laser gas, dene laser semikonduktor asring nggunakake injeksi elektron. Efisiensi mekanisme pompa kasebut, utamane ing laser solid-state sing dipompa dioda, wis dadi fokus penting ing riset anyar, nyedhiyakake efisiensi lan kekompakan sing luwih dhuwur.3].
Pertimbangan Teknis ing Efisiensi Pumping
Efisiensi proses pumping minangka aspek kritis desain laser, 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. Pangembangan daya dhuwur, dioda laser efisiensi dhuwur wis ngrevolusi sistem laser DPSS, mbisakake desain sing luwih kompak lan efisien.4].
Rongga Optik: Rekayasa Sinar Laser
Desain Cavity: A Balancing Act of Physics and Engineering
Rongga optis, utawa resonator, ora mung komponen pasif nanging uga dadi 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.
Kahanan Osilasi lan Pilihan Mode
Kanggo osilasi laser kedadeyan, gain sing diwenehake dening medium kudu ngluwihi kerugian ing rongga. Kahanan iki, ditambah karo syarat superposisi gelombang sing koheren, nyatakake yen mung mode longitudinal tartamtu sing didhukung. Jarak mode lan struktur mode sakabèhé dipengaruhi dening dawa fisik rongga lan indeks bias medium gain [6].
Kesimpulan
Desain lan operasi sistem laser nyakup macem-macem spektrum fisika lan prinsip teknik. 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 nyedhiyani sak klebatan menyang donya Komplek saka teknologi laser, nawakake wawasan sing resonate karo pangerten majeng profesor lan engineers optik ing lapangan.
Referensi
- 1. Siegman, AE (1986). Laser. Buku Ilmu Universitas.
- 2. Svelto, O. (2010). Prinsip Laser. Springer.
- 3. Koechner, W. (2006). Teknik Laser Solid-State. Springer.
- 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Diode Pumped Solid State Lasers. Ing Handbook Teknologi Laser lan Aplikasi (Vol. III). CRC Press.
- 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Fisika Laser. Wiley.
- 6. Silfvast, WT (2004). Dasar Laser. Cambridge University Press.
Wektu kirim: Nov-27-2023