கிரையோஜெனிக் லேசர் என்றால் என்ன

குறைந்த வெப்பநிலையில் இயங்கும் ஒளிக்கதிர்கள் என்ற கருத்து புதியதல்ல: வரலாற்றில் இரண்டாவது லேசர் கிரையோஜெனிக் ஆகும். ஆரம்பத்தில், இந்த கருத்தை அறை வெப்பநிலை செயல்பாட்டை அடைவது கடினமாக இருந்தது, மேலும் குறைந்த வெப்பநிலை வேலைகளுக்கான உற்சாகம் 1990 களில் அதிக சக்தி ஒளிக்கதிர்கள் மற்றும் பெருக்கிகளின் வளர்ச்சியுடன் தொடங்கியது.

அதிக சக்தியில்லேசர் ஆதாரங்கள், டிப்போலரைசேஷன் இழப்பு, வெப்ப லென்ஸ் அல்லது லேசர் படிக வளைவு போன்ற வெப்ப விளைவுகள் செயல்திறனை பாதிக்கும்ஒளி மூல. குறைந்த வெப்பநிலை குளிரூட்டல் மூலம், பல தீங்கு விளைவிக்கும் வெப்ப விளைவுகளை திறம்பட அடக்க முடியும், அதாவது, ஆதாய ஊடகம் 77K அல்லது 4K க்கு கூட குளிரூட்டப்பட வேண்டும். குளிரூட்டும் விளைவு முக்கியமாக பின்வருமாறு:

ஆதாய ஊடகத்தின் சிறப்பியல்பு கடத்துத்திறன் பெரிதும் தடுக்கப்படுகிறது, முக்கியமாக கயிற்றின் சராசரி இலவச பாதை அதிகரிக்கப்படுவதால். இதன் விளைவாக, வெப்பநிலை சாய்வு வியத்தகு முறையில் குறைகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, வெப்பநிலை 300K முதல் 77K வரை குறைக்கப்படும்போது, ​​YAG படிகத்தின் வெப்ப கடத்துத்திறன் ஏழு காரணிகளால் அதிகரிக்கிறது.

வெப்ப பரவல் குணகம் கூர்மையாக குறைகிறது. இது, வெப்பநிலை சாய்வு குறைப்புடன் சேர்ந்து, வெப்ப லென்சிங் விளைவைக் குறைக்கிறது, எனவே மன அழுத்த சிதைவின் குறைவு வாய்ப்பு.

தெர்மோ-ஆப்டிகல் குணகம் குறைக்கப்படுகிறது, இது வெப்ப லென்ஸ் விளைவை மேலும் குறைக்கிறது.

அரிய பூமி அயனியின் உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டு அதிகரிப்பு முக்கியமாக வெப்ப விளைவுகளால் ஏற்படும் விரிவாக்கம் குறைவதால் ஏற்படுகிறது. எனவே, செறிவு சக்தி குறைக்கப்பட்டு லேசர் ஆதாயம் அதிகரிக்கப்படுகிறது. எனவே, வாசல் பம்ப் சக்தி குறைக்கப்படுகிறது, மேலும் Q சுவிட்ச் இயங்கும்போது குறுகிய பருப்புகளைப் பெறலாம். வெளியீட்டு கப்ளரின் பரிமாற்றத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம், சாய்வு செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம், எனவே ஒட்டுண்ணி குழி இழப்பு விளைவு குறைவான முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.

அரை-மூன்று-நிலை ஆதாய ஊடகத்தின் மொத்த குறைந்த அளவின் துகள் எண் குறைக்கப்படுகிறது, எனவே வாசல் உந்தி சக்தி குறைக்கப்பட்டு சக்தி திறன் மேம்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 1030nm இல் ஒளியை உற்பத்தி செய்யும் YB: YAG, அறை வெப்பநிலையில் அரை-மூன்று-நிலை அமைப்பாகக் காணலாம், ஆனால் 77K இல் நான்கு நிலை அமைப்பு. எர்: யாக்கிற்கும் இதே நிலைதான்.

ஆதாய ஊடகத்தைப் பொறுத்து, சில தணிக்கும் செயல்முறைகளின் தீவிரம் குறைக்கப்படும்.

மேற்கண்ட காரணிகளுடன் இணைந்து, குறைந்த வெப்பநிலை செயல்பாடு லேசரின் செயல்திறனை பெரிதும் மேம்படுத்தும். குறிப்பாக, குறைந்த வெப்பநிலை குளிரூட்டும் ஒளிக்கதிர்கள் வெப்ப விளைவுகள் இல்லாமல் மிக அதிக வெளியீட்டு சக்தியைப் பெறலாம், அதாவது நல்ல பீம் தரத்தைப் பெறலாம்.

கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய ஒரு சிக்கல் என்னவென்றால், ஒரு கிரையோகூல் செய்யப்பட்ட லேசர் படிகத்தில், கதிர்வீச்சு ஒளியின் அலைவரிசை மற்றும் உறிஞ்சப்பட்ட ஒளியைக் குறைக்கப்படும், எனவே அலைநீள சரிப்படுத்தும் வரம்பு குறுகலாக இருக்கும், மேலும் பம்ப் செய்யப்பட்ட லேசரின் வரி அகலம் மற்றும் அலைநீள நிலைத்தன்மை மிகவும் கடுமையானதாக இருக்கும். இருப்பினும், இந்த விளைவு பொதுவாக அரிதானது.

கிரையோஜெனிக் குளிரூட்டல் வழக்கமாக திரவ நைட்ரஜன் அல்லது திரவ ஹீலியம் போன்ற குளிரூட்டியைப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் குளிரூட்டல் லேசர் படிகத்துடன் இணைக்கப்பட்ட குழாய் வழியாக சுழல்கிறது. குளிரூட்டல் சரியான நேரத்தில் நிரப்பப்படுகிறது அல்லது மூடிய வளையத்தில் மறுசுழற்சி செய்யப்படுகிறது. திடப்படுத்துவதைத் தவிர்ப்பதற்காக, பொதுவாக லேசர் படிகத்தை ஒரு வெற்றிட அறையில் வைப்பது அவசியம்.

குறைந்த வெப்பநிலையில் இயங்கும் லேசர் படிகங்களின் கருத்தையும் பெருக்கிகளுக்கும் பயன்படுத்தலாம். நேர்மறையான பின்னூட்ட பெருக்கியை உருவாக்க டைட்டானியம் சபையர் பயன்படுத்தப்படலாம், இது பல்லாயிரக்கணக்கான வாட்களில் சராசரி வெளியீட்டு சக்தியாகும்.

கிரையோஜெனிக் குளிரூட்டும் சாதனங்கள் சிக்கலானதாக இருந்தாலும்லேசர் அமைப்புகள், மிகவும் பொதுவான குளிரூட்டும் அமைப்புகள் பெரும்பாலும் குறைவான எளிமையானவை, மேலும் கிரையோஜெனிக் குளிரூட்டலின் செயல்திறன் சிக்கலான தன்மையைக் குறைக்க அனுமதிக்கிறது.