Dè a th’ ann an “lasair criogenach”? Gu dearbh, ’s e…leusaira dh’ fheumas obrachadh aig teòthachd ìosal anns a’ mheadhan buannachd.
Chan eil bun-bheachd leusairean ag obair aig teòthachd ìosal ùr: b’ e criogenach an dàrna leusair ann an eachdraidh. An toiseach, bha e duilich obrachadh aig teòthachd an t-seòmair leis a’ bhun-bheachd, agus thòisich an dìoghras airson obair aig teòthachd ìosal anns na 1990n le leasachadh leusairean agus amplifiers àrd-chumhachd.
Ann an cumhachd àrdstòran laser, faodaidh buaidhean teirmeach leithid call dì-pholarachadh, lùbadh lionsa teirmeach no criostal laser buaidh a thoirt air coileanadh anstòr solaisTro fhuarachadh aig teòthachd ìosal, faodar mòran bhuaidhean teirmeach cronail a chumail fodha gu h-èifeachdach, is e sin, feumar am meadhan buannachd a fhuarachadh gu 77K no eadhon 4K. Tha a’ bhuaidh fuarachaidh a’ toirt a-steach sa mhòr-chuid:
Tha seoltachd àbhaisteach a’ mheadhain buannachd air a bhacadh gu mòr, gu h-àraidh leis gu bheil slighe shaor chuibheasach an ròpa air a mheudachadh. Mar thoradh air an sin, bidh an claonadh teòthachd a’ tuiteam gu mòr. Mar eisimpleir, nuair a thèid an teòthachd ìsleachadh bho 300K gu 77K, bidh seoltachd teirmeach criostail YAG ag àrdachadh le factar seachd.
Bidh an co-èifeachd sgaoilidh teirmeach a’ lùghdachadh gu mòr cuideachd. Còmhla ri lùghdachadh ann an claonadh teòthachd, bidh seo ag adhbhrachadh buaidh lionsachaidh teirmeach nas lugha agus mar sin nas lugha de chothrom gun tèid cuideam a bhriseadh.
Tha an co-èifeachd teirmeo-optaigeach air a lùghdachadh cuideachd, a’ lughdachadh buaidh an lionsa teirmeach tuilleadh.
Tha àrdachadh ann an earrann-tarsainn sùghaidh ian talmhainn tearc mar thoradh sa mhòr-chuid air lùghdachadh ann an leudachadh air adhbhrachadh le buaidh teirmeach. Mar sin, tha an cumhachd sàthaidh air a lùghdachadh agus tha buannachd an leusair air a mheudachadh. Mar sin, tha cumhachd pumpa na stairsnich air a lùghdachadh, agus gheibhear cuislean nas giorra nuair a bhios an suidse Q ag obair. Le bhith ag àrdachadh tar-chuir a’ cheangail toraidh, faodar èifeachdas an leathad a leasachadh, agus mar sin tha buaidh call cuas parasitic a’ fàs nas lugha cudromach.
Tha àireamh nan gràinean aig ìre ìosal iomlan a’ mheadhain buannachd trì-ìrean air a lùghdachadh, agus mar sin tha cumhachd pumpaidh na stairsnich air a lùghdachadh agus tha èifeachdas na cumhachd air a leasachadh. Mar eisimpleir, chithear Yb:YAG, a bhios a’ toirt a-mach solas aig 1030nm, mar shiostam trì-ìrean aig teòthachd an t-seòmair, ach mar shiostam ceithir-ìrean aig 77K. Er: Tha an aon rud fìor airson YAG.
A rèir a’ mheadhain buannachd, thèid dian cuid de phròiseasan cuir às a lùghdachadh.
Còmhla ris na factaran gu h-àrd, faodaidh obrachadh aig teòthachd ìosal coileanadh an leusair a leasachadh gu mòr. Gu sònraichte, faodaidh leusairean fuarachaidh aig teòthachd ìosal cumhachd toraidh glè àrd fhaighinn gun bhuaidhean teirmeach, is e sin, faodar deagh chàileachd beam fhaighinn.
Is e aon chùis ri bheachdachadh, ann an criostal leusair crio-fhuaraichte, gun tèid leud-bann an t-solais rèididh agus an t-solais a thèid a ghabhail a-steach a lùghdachadh, agus mar sin bidh raon gleusaidh an tonn-fhaid nas cumhainge, agus bidh leud na loidhne agus seasmhachd tonn-fhaid an leusair phumpaichte nas cruaidhe. Ach, mar as trice bidh a’ bhuaidh seo tearc.
Mar as trice bidh fuarachadh criogenach a’ cleachdadh fuaradair, leithid naitridean leaghaidh no helium leaghaidh, agus gu h-iomchaidh bidh an fhuaradair a’ cuairteachadh tro phìob a tha ceangailte ri criostal laser. Bidh fuaradair air ath-lìonadh ann an tìm no air ath-chuairteachadh ann an lùb dùinte. Gus cruadhachadh a sheachnadh, mar as trice bidh e riatanach criostal an laser a chuir ann an seòmar falamh.
Faodar bun-bheachd criostalan leusair ag obair aig teòthachd ìosal a chur an sàs ann an amplifiers cuideachd. Faodar titanium sapphire a chleachdadh gus amplifier fios-air-ais adhartach a dhèanamh, leis a’ chumhachd toraidh chuibheasach ann an deichean de watts.
Ged a dh’ fhaodadh innealan fuarachaidh criogenach a bhith nas iom-fhilltesiostaman leusair, bidh siostaman fuarachaidh nas cumanta gu tric nas lugha sìmplidh, agus tha èifeachdas fuarachadh criogenach a’ leigeil le beagan lùghdachadh ann an iom-fhillteachd.
Àm puist: 14 Iuchar 2023