Vaega Autū o le laser: Gain Medium, Pump Source, ma le Optical Cavity.

Lesitala i la Matou Ala o Faasalalauga Lautele mo se Pou Vave

O leisa, o se maa faavae o tekinolosi faʻaonaponei, e matuā mataʻina e pei ona lavelave. O lo latou fatu o loʻo i ai se faʻatasiga o vaega o loʻo galulue faʻatasi e gaosia ai se malamalama manino ma faʻateleina. O lenei blog e suʻesuʻeina ai le lavelave o nei vaega, lagolagoina e mataupu faavae faasaienisi ma fua faʻatatau, e tuʻuina atu ai se malamalamaga loloto i tekinolosi leisa.

 

Malamalamaaga Maualuga i Vaega o le Faiga Laser: O se Va'aiga Fa'atekinolosi mo Tagata Tomai Fa'apitoa

 

Vaega

Galuega

Faʻataʻitaʻiga

Maua Feololo O le gain medium o le mea lea i totonu o le laser e faʻaaogaina mo le faʻateleina o le malamalama. E faʻafaigofieina ai le faʻateleina o le malamalama e ala i le faagasologa o le inversion o le faitau aofaʻi ma le stimulated emission. O le filifiliga o le gain medium e fuafua ai uiga o le laser. Leisa Malo'o: fa'ata'ita'iga, Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet), e fa'aaogaina i galuega fa'afoma'i ma alamanuia.Lasers Kasa: e pei o le CO2 lasers, e faʻaaogaina mo le tipiina ma le faʻavevela.Leisa Semiconductor:mo se faʻataʻitaʻiga, laser diodes, e faʻaaogaina i fesoʻotaʻiga fiber optics ma laser pointers.
Puna o le Pamu O le puna o le pamu e tuʻuina atu le malosi i le auala e maua ai le malosi e ausia ai le faʻafeagai o le faitau aofaʻi (le puna o le malosi mo le faʻafeagai o le faitau aofaʻi), ma mafai ai ona faʻagaoioia le laser. Pamuina opitikaFaaaogaina o punaoa malamalama malolosi e pei o moli uila e pamu ai leisa malo.Pamu Eletise: Fa'agaoioia o le kesi i totonu o leisa kesi e ala i le eletise.Pamuina o le SemiconductorFaaaogaina o laser diodes e pamu ai le solid-state laser medium.
Pu o le Va'aiga O le avanoa va'ai, e aofia ai fa'ata e lua, e fa'aata mai ai le malamalama e fa'ateleina ai le umi o le ala o le malamalama i totonu o le auala e maua ai le malamalama, ma fa'aleleia atili ai le fa'ateleina o le malamalama. E maua ai se faiga e toe fa'afo'i mai ai le fa'ateleina o le laser, e filifili ai uiga fa'apitoa ma uiga fa'ale-mafaufau o le malamalama. Planar-Planar Cavity: Fa'aaogaina i su'esu'ega i le fale su'esu'e, fausaga faigofie.Lua Fa'ata'amilomilo-Fua Fa'ata'amilomilo: E taatele i lasers tau alamanuia, e maua ai ave maualuga le tulaga lelei. Puga o le Mama: Fa'aaogaina i mamanu fa'apitoa o lasers mama, e pei o lasers kesi mama.

 

O le Gain Medium: O se Feso'ota'iga o Mekanika Kuantum ma Inisinia Optika

Fa'agasologa o le Quantum i le Gain Medium

O le ala o le maua o le malamalama o le mea lea e tupu ai le faagasologa autū o le faʻateleina o le malamalama, o se mea e loloto lona aʻa i totonu o le quantum mechanics. O le fegalegaleaiga i le va o tulaga o le malosi ma vaega i totonu o le ala o le malamalama e pulea e mataupu faavae o le faʻaosofiaina o le faʻasalalauina ma le faʻaliliuga o le faitau aofaʻi. O le sootaga taua i le va o le malosi o le malamalama (I), le malosi muamua (I0), le vaega o fesuiaʻiga (σ21), ma le numera o vaega i tulaga malosi e lua (N2 ma le N1) o loʻo faʻamatalaina e le fua faʻatatau I = I0e^(σ21(N2-N1)L). O le ausiaina o se faʻaliliuga o le faitau aofaʻi, lea e > N1 ai le N2, e taua tele mo le faʻateleina ma o se maa autu o le fisiki laser [1].

 

Faiga e Tolu-Tulaga vs. Faiga e Fa-Tulaga

I mamanu fa'atino o le laser, e masani ona fa'aaogaina ni faiga e tolu-tulaga ma fa-tulaga. O faiga e tolu-tulaga, e ui ina faigofie, ae e mana'omia le tele o le malosi e ausia ai le fa'aliliuina o le faitau aofa'i ona o le tulaga maualalo o le laser o le tulaga autu. O faiga e fa-tulaga, i le isi itu, e ofoina atu se auala sili atu ona lelei i le fa'aliliuina o le faitau aofa'i ona o le vave o le pala o le le fa'asalalauina mai le tulaga maualuga o le malosi, ma avea ai ma mea e sili ona taatele i fa'aoga laser fa'aonaponei.2].

 

Is Tioata ua fa'afefiloi i le erbiumo se auala e maua ai le malosi?

Ioe, o le tioata e fa'apipi'iina i le erbium o se ituaiga o mea e maua ai le eletise e fa'aaogaina i faiga laser. I lenei tulaga, o le "doping" e fa'atatau i le fa'agasologa o le fa'aopoopoina o se aofa'iga patino o erbium ions (Er³⁺) i le tioata. O le Erbium o se elemene eleele seasea, pe a fa'apipi'iina i totonu o se mea e teu ai le tioata, e mafai ona fa'ateleina lelei le malamalama e ala i le fa'aosofia o le emission, o se fa'agasologa taua i le fa'agaoioiga o le laser.

O le tioata ua fa'apipi'iina i le erbium e matuā iloga lava lona fa'aaogaina i le fiber lasers ma le fiber amplifiers, aemaise lava i le pisinisi feso'ota'iga. E fetaui lelei mo nei fa'aoga ona e fa'amalosia lelei ai le malamalama i galu e tusa ma le 1550 nm, o se galu autū lea mo feso'ota'iga alava opitika ona o lona maualalo o le gau i alava silica masani.

O leerbiume mitiia e ions le malamalama o le pamu (e masani lava mai sediode laser) ma e fa'aosofia i tulaga maualuga o le malosi. A latou toe fo'i i se tulaga maualalo o le malosi, latou te fa'asalalauina photons i le galu lasing, e fesoasoani i le fa'agasologa o le laser. O lenei mea e avea ai le tioata erbium-doped ma se auala fa'aopoopo lelei ma fa'aaogaina lautele i le tele o mamanu laser ma amplifier.

Blogs Fesootai: Tala Fou - Tioata Fa'a'ofu'ofu Erbium: Saienisi ma Fa'aoga

Faiga o le Pamuina: O le Malosiaga e Fa'agaoioia ai Lasers

Auala Eseese e Ausia ai le Suiga o le Faitau aofaʻi

O le filifiliga o le masini pamu e taua tele i le mamanuina o le laser, e aʻafia ai mea uma mai le lelei o le faʻaaogaina i le galu o le output. O le pamuina opitika, e faʻaaogaina ai punaoa malamalama mai fafo e pei o moli uila poʻo isi laser, e masani ona faia i laser solid-state ma dye. O auala e faʻaaogaina ai le eletise e masani ona faʻaaogaina i laser kesi, ae o laser semiconductor e masani ona faʻaaogaina le tui eletise. O le lelei o nei masini pamu, aemaise lava i laser solid-state e pamuina e le diode, ua avea ma taulaʻiga taua o suʻesuʻega talu ai nei, e ofoina atu ai le lelei maualuga ma le laʻititi.3].

 

Mafaufauga Fa'apitoa i le Lelei o le Pamuina

O le lelei o le faiga o le pamuina o se vaega taua tele o le mamanuina o le laser, e aʻafia ai le faatinoga lautele ma le talafeagai o le faaaogaina. I totonu o leisa malo, o le filifiliga i le va o moli uila ma leisa diode e fai ma puna o le pamu e mafai ona aafia tele ai le lelei o le faiga, avega vevela, ma le lelei o le ave. O le atinaeina o leisa diode e maualuga le malosi, maualuga le lelei ua suia ai faiga o leisa DPSS, ma mafai ai ona sili atu ona laiti ma lelei mamanu.4].

 

O le Pusa Va'ai: Fa'ainisinia o le Ave Laser

 

Fuafuaga o le Pu: O se Galuega Paleni o le Fisiki ma le Inisinia

O le avanoa opitika, po'o le resonator, e le na'o se vaega e le gaoioi ae o se vaega e auai malosi i le fa'atulagaina o le ave o le laser. O le mamanuina o le avanoa, e aofia ai le pi'o ma le fa'atulagaina o fa'ata, e taua tele i le fuafuaina o le mautu, fausaga o le mode, ma le output o le laser. E tatau ona mamanuina le avanoa e fa'aleleia atili ai le optical gain a'o fa'aitiitia ai mea e leiloa, o se lu'itau e tu'ufa'atasia ai le inisinia opitika ma le wave optics.5.

Tuutuuga o le Oscillation ma le Filifiliga o le Mode

Mo le tupu o le laser oscillation, e tatau i le gain e maua mai le medium ona sili atu nai lo le gau i totonu o le cavity. O lenei tulaga, faatasi ai ma le manaoga mo le coherent wave superposition, e faatonuina ai e na o ni nai longitudinal modes e lagolagoina. O le mode spacing ma le fausaga atoa o le mode e aafia i le umi faaletino o le cavity ma le refractive index o le gain medium.6].

 

Faaiuga

O le mamanuina ma le faʻagaioiga o faiga laser e aofia ai le tele o mataupu faavae o le fisiki ma inisinia. Mai le quantum mechanics o loʻo pulea ai le gain medium e oʻo atu i le inisinia lavelave o le optical cavity, o vaega taʻitasi o se faiga laser e iai sona sao taua i lona faʻatinoga atoa. O lenei tusiga ua tuʻuina atu ai se vaaiga i le lalolagi lavelave o tekinolosi laser, ma ofoina atu ai ni malamalamaaga e ogatasi ma le malamalama maualuga o polofesa ma inisinia opitika i le matata.

Fa'aoga Laser e Fesoota'i
Oloa e Fesoota'i

Fa'asinomaga

  • 1. Siegman, AE (1986). Lasers. Tusi Saienisi Iunivesite.
  • 2. Svelto, O. (2010). Mataupu Faavae o Lasers. Springer.
  • 3. Koechner, W. (2006). Inisinia o le Leisa Malosi. Springer.
  • 4. Piper, JA, & Mildren, RP (2014). Diode Pumped Solid State Lasers. I le Tusitaulima o Tekonolosi ma Talosaga a le Laser (Vol. III). CRC Press.
  • 5. Milonni, PW, & Eberly, JH (2010). Fisiki Laser. Wiley.
  • 6. Silfvast, WT (2004). Fa'avae o le Laser. Cambridge University Press.

Taimi na lafoina ai: 27 Nov-2023