ஒற்றை-முறை ஃபைபர் லேசர்களின் அடிப்படைக் கொள்கை

அடிப்படை கொள்கைஒற்றை-முறை ஃபைபர் லேசர்கள்

லேசரை உருவாக்குவதற்கு மூன்று அடிப்படை நிபந்தனைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்: பாப்புலேஷன் இன்வெர்ஷன், பொருத்தமான ரெசனன்ட் கேவிட்டி மற்றும் உச்சநிலையை அடைதல்.லேசர்வரம்பு (ஒத்ததிர்வுக் குழியில் ஒளியின் ஆதாயம் இழப்பை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்). ஒற்றை-முறை இழை லேசர்களின் செயல்படும் பொறிமுறையானது, இந்த அடிப்படை இயற்பியல் கொள்கைகளைத் துல்லியமாக அடிப்படையாகக் கொண்டு, இழை அலைவழிகளின் சிறப்பு அமைப்பு மூலம் செயல்திறன் உகப்பாக்கத்தை அடைகிறது.

தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சு மற்றும் மக்கள் தொகை தலைகீழ் மாற்றம் ஆகியவை லேசர்களை உருவாக்குவதற்கான இயற்பியல் அடிப்படையாகும். பம்ப் மூலத்திலிருந்து (பொதுவாக ஒரு குறைக்கடத்தி லேசர் டையோடு) உமிழப்படும் ஒளி ஆற்றல், இட்டர்பியம் Yb³⁺, எர்பியம் Er³⁺ போன்ற அரிய மண் அயனிகள் கலக்கப்பட்ட பெருக்க இழைக்குள் செலுத்தப்படும்போது, ​​அந்த அரிய மண் அயனிகள் ஆற்றலை உறிஞ்சி, அடிநிலையிலிருந்து கிளர்வு நிலைக்கு மாறுகின்றன. கிளர்வு நிலையில் உள்ள அயனிகளின் எண்ணிக்கை அடிநிலையில் உள்ளதை விட அதிகமாகும்போது, ​​ஒரு மக்கள் தொகை தலைகீழ் மாற்ற நிலை உருவாகிறது. இந்த நிலையில், படுகதிர் ஃபோட்டான், கிளர்வு நிலையில் உள்ள அயனியின் தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சைத் தூண்டி, படுகதிர் ஃபோட்டானின் அதே அதிர்வெண், கட்டம் மற்றும் திசையைக் கொண்ட புதிய ஃபோட்டான்களை உருவாக்குகிறது, இதன் மூலம் ஒளியியல் பெருக்கத்தை அடைகிறது.

ஒற்றை-முறையின் முக்கிய அம்சம்ஃபைபர் லேசர்கள்இதன் சிறப்பம்சம் அவற்றின் மிக நுண்ணிய உள்ளக விட்டத்தில் (பொதுவாக 8-14μm) அடங்கியுள்ளது. அலை ஒளியியல் கோட்பாட்டின்படி, அத்தகைய ஒரு நுண்ணிய உள்ளகமானது ஒரே ஒரு மின்காந்தப் புலப் பயன்முறையை (அதாவது, அடிப்படைப் பயன்முறை LP₀₁ அல்லது HE₁₁ பயன்முறை) மட்டுமே நிலையாகக் கடத்த அனுமதிக்கிறது, அதாவது ஒற்றைப் பயன்முறையை. இது பல்பயன்முறை இழைகளில் உள்ள பயன்முறைகளுக்கு இடையேயான சிதறல் சிக்கலை நீக்குகிறது, அதாவது, வெவ்வேறு பயன்முறைகள் வெவ்வேறு வேகங்களில் பரவுவதால் ஏற்படும் துடிப்பு விரிவடைதல் நிகழ்வை நீக்குகிறது. கடத்தும் பண்புகளின் கண்ணோட்டத்தில், ஒற்றைப் பயன்முறை ஒளியியல் இழைகளில் அச்சுத் திசையில் பரவும் ஒளியின் பாதை வேறுபாடு மிகவும் குறைவாக உள்ளது, இது வெளியீட்டுக் கற்றையானது சரியான இடஞ்சார்ந்த ஒத்திசைவையும் காஸியன் ஆற்றல் பரவலையும் கொண்டிருக்கச் செய்கிறது, மேலும் கற்றைத் தரக் காரணி M² ஆனது 1-ஐ நெருங்க முடியும் (ஒரு இலட்சிய காஸியன் கற்றைக்கு M²=1).

ஃபைபர் லேசர்கள் மூன்றாம் தலைமுறையின் தலைசிறந்த பிரதிநிதிகளாகும்.லேசர் தொழில்நுட்பம்அரிய புவி தனிமங்கள் கலக்கப்பட்ட கண்ணாடி இழைகளை பெருக்க ஊடகமாகப் பயன்படுத்துகின்றன. கடந்த பத்தாண்டுகளில், ஒற்றை-முறை இழை லேசர்கள், அவற்றின் தனித்துவமான செயல்திறன் நன்மைகளின் காரணமாக, உலகளாவிய லேசர் சந்தையில் பெருகிய முறையில் ஒரு முக்கிய பங்கை வகித்துள்ளன. பல்முறை இழை லேசர்கள் அல்லது பாரம்பரிய திட-நிலை லேசர்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஒற்றை-முறை இழை லேசர்களால் 1-க்கு நெருக்கமான கற்றைத் தரத்துடன் ஒரு சிறந்த காஸியன் கற்றையை உருவாக்க முடியும். அதாவது, அந்தக் கற்றையானது கோட்பாட்டு ரீதியான குறைந்தபட்ச விலகல் கோணம் மற்றும் குறைந்தபட்ச குவியப் புள்ளியை ஏறக்குறைய அடைய முடியும். இந்த அம்சம், உயர் துல்லியம் மற்றும் குறைந்த வெப்பத் தாக்கம் தேவைப்படும் செயலாக்கம் மற்றும் அளவீட்டுத் துறைகளில் இதை ஈடு செய்ய முடியாததாக ஆக்குகிறது.