கிரையோஜெனிக் லேசர் என்றால் என்ன

குறைந்த வெப்பநிலையில் இயங்கும் லேசர்கள் என்ற கருத்து புதியதல்ல: வரலாற்றில் இரண்டாவது லேசர் கிரையோஜெனிக் ஆகும். ஆரம்பத்தில், அறை வெப்பநிலை செயல்பாட்டை அடைவது இந்தக் கருத்து கடினமாக இருந்தது, மேலும் குறைந்த வெப்பநிலை வேலைக்கான உற்சாகம் 1990 களில் உயர்-சக்தி லேசர்கள் மற்றும் பெருக்கிகளின் வளர்ச்சியுடன் தொடங்கியது.

அதிக சக்தியில்லேசர் மூலங்கள், டிப்போலரைசேஷன் இழப்பு, வெப்ப லென்ஸ் அல்லது லேசர் படிக வளைவு போன்ற வெப்ப விளைவுகள் செயல்திறனை பாதிக்கலாம்.ஒளி மூலம்குறைந்த வெப்பநிலை குளிரூட்டல் மூலம், பல தீங்கு விளைவிக்கும் வெப்ப விளைவுகளை திறம்பட அடக்க முடியும், அதாவது, ஆதாய ஊடகத்தை 77K அல்லது 4K க்கு குளிர்விக்க வேண்டும். குளிரூட்டும் விளைவு முக்கியமாக பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கியது:

கயிற்றின் சராசரி கட்டற்ற பாதை அதிகரிப்பதால், ஈட்ட ஊடகத்தின் சிறப்பியல்பு கடத்துத்திறன் பெரிதும் தடுக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, வெப்பநிலை சாய்வு வியத்தகு முறையில் குறைகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, வெப்பநிலை 300K இலிருந்து 77K ஆகக் குறைக்கப்படும்போது, ​​YAG படிகத்தின் வெப்ப கடத்துத்திறன் ஏழு மடங்கு அதிகரிக்கிறது.

வெப்ப பரவல் குணகமும் கூர்மையாகக் குறைகிறது. இது, வெப்பநிலை சாய்வு குறைப்புடன் சேர்ந்து, வெப்ப லென்சிங் விளைவைக் குறைக்கிறது, இதனால் அழுத்த முறிவுக்கான வாய்ப்பு குறைகிறது.

வெப்ப-ஒளியியல் குணகமும் குறைக்கப்பட்டு, வெப்ப லென்ஸ் விளைவை மேலும் குறைக்கிறது.

அரிதான பூமி அயனியின் உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டு அதிகரிப்பு முக்கியமாக வெப்ப விளைவால் ஏற்படும் விரிவடைதல் குறைவதால் ஏற்படுகிறது. எனவே, செறிவூட்டல் சக்தி குறைக்கப்பட்டு லேசர் ஆதாயம் அதிகரிக்கிறது. எனவே, வாசல் பம்ப் சக்தி குறைக்கப்படுகிறது, மேலும் Q சுவிட்ச் இயங்கும்போது குறுகிய துடிப்புகளைப் பெறலாம். வெளியீட்டு இணைப்பியின் பரிமாற்றத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம், சாய்வு செயல்திறனை மேம்படுத்த முடியும், எனவே ஒட்டுண்ணி குழி இழப்பு விளைவு குறைவான முக்கியத்துவம் பெறுகிறது.

அரை-மூன்று-நிலை ஆதாய ஊடகத்தின் மொத்த குறைந்த மட்டத்தின் துகள் எண் குறைக்கப்படுகிறது, எனவே தொடக்க நிலை உந்தி சக்தி குறைக்கப்படுகிறது மற்றும் சக்தி திறன் மேம்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 1030nm இல் ஒளியை உருவாக்கும் Yb:YAG, அறை வெப்பநிலையில் அரை-மூன்று-நிலை அமைப்பாகக் காணலாம், ஆனால் 77K இல் நான்கு-நிலை அமைப்பாகக் காணலாம். Er: YAG க்கும் இதுவே உண்மை.

ஆதாய ஊடகத்தைப் பொறுத்து, சில தணிக்கும் செயல்முறைகளின் தீவிரம் குறைக்கப்படும்.

மேலே உள்ள காரணிகளுடன் இணைந்து, குறைந்த வெப்பநிலை செயல்பாடு லேசரின் செயல்திறனை பெரிதும் மேம்படுத்தும். குறிப்பாக, குறைந்த வெப்பநிலை குளிரூட்டும் லேசர்கள் வெப்ப விளைவுகள் இல்லாமல் மிக அதிக வெளியீட்டு சக்தியைப் பெற முடியும், அதாவது, நல்ல கற்றை தரத்தைப் பெற முடியும்.

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

கிரையோஜெனிக் குளிர்விப்பு பொதுவாக திரவ நைட்ரஜன் அல்லது திரவ ஹீலியம் போன்ற குளிரூட்டியைப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் குளிர்பதனப் பொருள் லேசர் படிகத்துடன் இணைக்கப்பட்ட குழாய் வழியாகச் சுற்றுவது சிறந்தது. குளிரூட்டி சரியான நேரத்தில் நிரப்பப்படுகிறது அல்லது மூடிய வளையத்தில் மறுசுழற்சி செய்யப்படுகிறது. திடப்படுத்தலைத் தவிர்க்க, லேசர் படிகத்தை ஒரு வெற்றிட அறையில் வைப்பது பொதுவாக அவசியம்.

குறைந்த வெப்பநிலையில் இயங்கும் லேசர் படிகங்களின் கருத்தை பெருக்கிகளுக்கும் பயன்படுத்தலாம். டைட்டானியம் சபையர் நேர்மறை பின்னூட்ட பெருக்கியை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது, இது பத்து வாட்களில் சராசரி வெளியீட்டு சக்தியாகும்.

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