உயர் சக்தி குறைக்கடத்தி லேசர் மேம்பாட்டின் கண்ணோட்டம் பகுதி ஒன்று

உயர் சக்தியின் கண்ணோட்டம்குறைக்கடத்தி லேசர்வளர்ச்சி பகுதி ஒன்று

செயல்திறனும் ஆற்றலும் தொடர்ந்து மேம்படுவதால், லேசர் டையோடுகள்(லேசர் டையோட்கள் இயக்கிஇவை பாரம்பரிய தொழில்நுட்பங்களுக்கு மாற்றாகத் தொடர்ந்து வரும், அதன் மூலம் பொருட்கள் உருவாக்கப்படும் விதத்தை மாற்றி, புதிய விஷயங்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும். உயர்-சக்தி குறைக்கடத்தி லேசர்களில் ஏற்பட்டுள்ள குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்கள் குறித்த புரிதலும் குறைவாகவே உள்ளது. குறைக்கடத்திகள் வழியாக எலக்ட்ரான்களை லேசர்களாக மாற்றுவது 1962-ல் முதன்முதலில் நிரூபிக்கப்பட்டது, அதைத் தொடர்ந்து பல்வேறு வகையான நிரப்பு முன்னேற்றங்கள் ஏற்பட்டு, எலக்ட்ரான்களை அதிக உற்பத்தித்திறன் கொண்ட லேசர்களாக மாற்றுவதில் பெரும் முன்னேற்றங்களை ஏற்படுத்தியுள்ளன. இந்த முன்னேற்றங்கள், ஒளியியல் சேமிப்பு முதல் ஒளியியல் வலையமைப்பு வரை மற்றும் பரந்த அளவிலான தொழில்துறைத் துறைகள் வரையிலான முக்கியமான பயன்பாடுகளுக்கு ஆதரவளித்துள்ளன.

இந்த முன்னேற்றங்களையும் அவற்றின் ஒட்டுமொத்த வளர்ச்சியையும் மதிப்பாய்வு செய்வது, பொருளாதாரத்தின் பல துறைகளில் இன்னும் பெரிய மற்றும் பரவலான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடிய சாத்தியத்தை எடுத்துக்காட்டுகிறது. உண்மையில், உயர் சக்தி குறைக்கடத்தி லேசர்களின் தொடர்ச்சியான மேம்பாட்டினால், அதன் பயன்பாட்டுத் துறை விரிவாக்கத்தை விரைவுபடுத்தி, பொருளாதார வளர்ச்சியில் ஆழமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.

படம் 1: உயர் சக்தி குறைக்கடத்தி லேசர்களின் ஒளிர்வு மற்றும் மூர் விதியின் ஒப்பீடு

டையோடு-பம்ப்டு திட-நிலை லேசர்கள் மற்றும்ஃபைபர் லேசர்கள்

உயர்-சக்தி குறைக்கடத்தி லேசர்களில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்கள், கீழ்நிலை லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சிக்கும் வழிவகுத்துள்ளன. இதில், குறைக்கடத்தி லேசர்கள் பொதுவாக மாசு கலக்கப்பட்ட படிகங்களை (டையோடு-தூண்டப்பட்ட திட-நிலை லேசர்கள்) அல்லது மாசு கலக்கப்பட்ட இழைகளை (இழை லேசர்கள்) தூண்டுவதற்குப் (தூண்டுவதற்கு) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

குறைக்கடத்தி லேசர்கள் திறமையான, சிறிய மற்றும் குறைந்த செலவிலான லேசர் ஆற்றலை வழங்கினாலும், அவற்றுக்கு இரண்டு முக்கிய வரம்புகளும் உள்ளன: அவை ஆற்றலைச் சேமிப்பதில்லை மற்றும் அவற்றின் பிரகாசம் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. அடிப்படையில், பல பயன்பாடுகளுக்கு இரண்டு பயனுள்ள லேசர்கள் தேவைப்படுகின்றன; ஒன்று மின்சாரத்தை லேசர் உமிழ்வாக மாற்றுவதற்கும், மற்றொன்று அந்த உமிழ்வின் பிரகாசத்தை அதிகரிப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

டையோடு மூலம் இயக்கப்படும் திட நிலை லேசர்கள்.
1980-களின் பிற்பகுதியில், திடநிலை லேசர்களை இயக்குவதற்கு குறைக்கடத்தி லேசர்களின் பயன்பாடு குறிப்பிடத்தக்க வணிக ஆர்வத்தைப் பெறத் தொடங்கியது. வரலாற்று ரீதியாக திடநிலை லேசர் படிகங்களை இயக்க வில் விளக்குகளைப் பயன்படுத்தி வந்த வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புகள் (முக்கியமாக சுழற்சி குளிர்விப்பான்கள்) மற்றும் ஆதாயத் தொகுதிகளின் அளவையும் சிக்கலையும் டையோடு-இயக்க திடநிலை லேசர்கள் (DPSSL) வியத்தகு முறையில் குறைக்கின்றன.

திட-நிலை லேசரின் பெருக்க ஊடகத்துடன் நிறமாலை உறிஞ்சும் பண்புகளின் மேற்பொருந்தலின் அடிப்படையில் குறைக்கடத்தி லேசரின் அலைநீளம் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. இது, வில் விளக்கின் அகலப்பட்டை உமிழ்வு நிறமாலையுடன் ஒப்பிடும்போது வெப்பச் சுமையைக் கணிசமாகக் குறைக்கும். 1064 நானோமீட்டர் அலைநீளத்தை உமிழும் நியோடைமியம் கலப்பு லேசர்களின் பிரபலத்தைக் கருத்தில் கொண்டு, 808 நானோமீட்டர் குறைக்கடத்தி லேசர், கடந்த 20 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக குறைக்கடத்தி லேசர் உற்பத்தியில் மிகவும் உற்பத்தித்திறன் மிக்க தயாரிப்பாக மாறியுள்ளது.

2000-களின் மத்தியில், பல்முனை குறைக்கடத்தி லேசர்களின் அதிகரித்த பிரகாசம் மற்றும் மொத்த பிராக் கிரேட்டிங்குகளை (VBGS) பயன்படுத்தி குறுகிய உமிழ்வு அலைவரிசைகளை நிலைப்படுத்தும் திறன் ஆகியவற்றால், இரண்டாம் தலைமுறையின் மேம்படுத்தப்பட்ட டையோடு பம்பிங் செயல்திறன் சாத்தியமானது. சுமார் 880 நானோமீட்டரில் உள்ள பலவீனமான மற்றும் குறுகிய நிறமாலை உறிஞ்சும் பண்புகள், நிறமாலை நிலைத்தன்மை கொண்ட அதிக பிரகாசம் வாய்ந்த பம்ப் டையோடுகளின் மீது பெரும் ஆர்வத்தைத் தூண்டியுள்ளன. இந்த உயர் செயல்திறன் கொண்ட லேசர்கள், 4F3/2 என்ற உயர் லேசர் மட்டத்தில் நியோடைமியத்தை நேரடியாக பம்ப் செய்வதை சாத்தியமாக்குகின்றன. இது குவாண்டம் பற்றாக்குறைகளைக் குறைத்து, அதன்மூலம் அதிக சராசரி ஆற்றலில் அடிப்படைப் பயன்முறை பிரித்தெடுப்பை மேம்படுத்துகிறது. இல்லையெனில், இது வெப்ப வில்லைகளால் மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருக்கும்.

இந்த நூற்றாண்டின் இரண்டாவது தசாப்தத்தின் தொடக்கத்தில், ஒற்றைக் குறுக்கு முறை 1064nm லேசர்களிலும், அத்துடன் கண்ணுக்குப் புலப்படும் மற்றும் புற ஊதா அலைநீளங்களில் இயங்கும் அவற்றின் அதிர்வெண் மாற்ற லேசர்களிலும் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க ஆற்றல் அதிகரிப்பை நாம் கண்டோம். Nd: YAG மற்றும் Nd: YVO4 ஆகியவற்றின் நீண்ட உயர் ஆற்றல் ஆயுட்காலத்தைக் கருத்தில் கொண்டால், இந்த DPSSL Q-ஸ்விட்ச் செய்யப்பட்ட செயல்பாடுகள் உயர் துடிப்பு ஆற்றலையும் உச்சபட்ச ஆற்றலையும் வழங்குகின்றன. இதனால், இவை அரிக்கும் பொருள் செயலாக்கம் மற்றும் உயர்-துல்லிய நுண் எந்திரப் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் உகந்தவையாக அமைகின்றன.