Dè a th 'ann an laser cryogenic

Chan eil bun-bheachd lasers ag obair aig teòthachd ìosal ùr: bha an dàrna leusair ann an eachdraidh cryogenic. An toiseach, bha am bun-bheachd duilich a bhith a 'coileanadh obrachadh teòthachd an t-seòmair, agus thòisich an dealas airson obair aig teòthachd ìseal anns na 1990n le leasachadh lasers àrd-chumhachd agus amplifiers.

Ann an cumhachd àrdstòran laser, faodaidh buaidhean teirmeach leithid call depolarization, lionsa teirmeach no lùbadh criostail laser buaidh a thoirt air coileanadh anstòr solais. Tro fhuarachadh teothachd ìosal, faodar mòran de bhuaidhean teirmeach cronail a chumail fodha gu h-èifeachdach, is e sin, feumaidh am meadhan buannachd a bhith air fhuarachadh gu 77K no eadhon 4K. Tha buaidh fuarachaidh sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach:

Tha giùlan àbhaisteach a’ mheadhan buannachd air a bhacadh gu mòr, gu h-àraidh air sgàth gu bheil slighe cuibheasach an ròpa air a mheudachadh. Mar thoradh air an sin, tha an ìre teòthachd a 'tuiteam gu mòr. Mar eisimpleir, nuair a thèid an teòthachd sìos bho 300K gu 77K, bidh giùlan teirmeach criostal YAG ag àrdachadh le factar de sheachdnar.

Bidh an co-èifeachd sgaoilidh teirmeach cuideachd a’ dol sìos gu mòr. Tha seo, còmhla ri lùghdachadh ann an caisead teodhachd, a’ ciallachadh gu bheil lùghdachadh ann an èifeachd lionsan teirmeach agus mar sin nas lugha de choltas gum bi cuideam a’ briseadh.

Tha an co-èifeachd thermo-optigeach air a lughdachadh cuideachd, a’ lughdachadh tuilleadh buaidh lionsa teirmeach.

Tha an àrdachadh de chrois-earrann de ian talmhainn tearc gu ìre mhòr mar thoradh air an lùghdachadh ann an leudachadh air adhbhrachadh le buaidh teirmeach. Mar sin, tha an cumhachd sùghaidh air a lughdachadh agus tha buannachd laser air a mheudachadh. Mar sin, tha cumhachd pumpa stairsneach air a lughdachadh, agus gheibhear buillean nas giorra nuair a tha an tionndadh Q ag obair. Le bhith a’ meudachadh tar-chuir a’ chupa toraidh, faodar èifeachdas an leathad a leasachadh, agus mar sin bidh buaidh call cuas dìosganach a’ fàs cho cudromach.

Tha an àireamh de ghràinean den ìre ìosal iomlan de mheadhan buannachd leth-trì-ìre air a lughdachadh, agus mar sin tha cumhachd pumpaidh stairsneach air a lughdachadh agus tha èifeachdas cumhachd air a leasachadh. Mar eisimpleir, faodar Yb:YAG, a bhios a’ dèanamh solas aig 1030nm, fhaicinn mar shiostam leth-trì-ìre aig teòthachd an t-seòmair, ach siostam ceithir-ìre aig 77K. Er: Tha an aon rud fìor airson YAG.

A rèir a’ mheadhan buannachd, thèid dian cuid de phròiseasan suirghe a lughdachadh.

Còmhla ris na factaran gu h-àrd, faodaidh gnìomhachd teòthachd ìosal coileanadh an leusair adhartachadh gu mòr. Gu sònraichte, faodaidh lasers fuarachaidh teothachd ìosal cumhachd toraidh fìor àrd fhaighinn às aonais buaidhean teirmeach, is e sin, gheibhear deagh chàileachd beam.

Is e aon chùis ri bheachdachadh, ann an criostal laser cryocooled, gun tèid leud-bann an t-solais rèididh agus an t-solais a chaidh a ghlacadh a lughdachadh, agus mar sin bidh an raon gleusadh tonn-tonn nas cumhainge, agus bidh leud loidhne agus seasmhachd tonn-tonn an leusair phumpaidh nas cruaidhe. . Ach, mar as trice tha a 'bhuaidh seo gu math tearc.

Mar as trice bidh fuarachadh cryogenic a’ cleachdadh inneal-fuarachaidh, leithid nitrogen leaghan no helium liùlach, agus gu h-iomchaidh bidh an inneal-fuarachaidh a’ cuairteachadh tro phìob ceangailte ri criostal laser. Bidh fuaradair air ath-lìonadh ann an ùine no air ath-chuairteachadh ann an lùb dùinte. Gus daingneachadh a sheachnadh, mar as trice feumar an criostal laser a chuir ann an seòmar falamh.

Faodar bun-bheachd criostalan laser a tha ag obair aig teòthachd ìosal a chuir an sàs ann an amplifiers cuideachd. Faodar sapphire titanium a chleachdadh gus amplifier fios-air-ais adhartach a dhèanamh, an cumhachd toraidh cuibheasach ann an deichean de bhata.

Ged a dh’ fhaodadh innealan fuarachaidh cryogenic a bhith iom-fhilltesiostaman laser, gu tric chan eil siostaman fuarachaidh nas cumanta cho sìmplidh, agus tha èifeachdas fuarachadh cryogenic a’ ceadachadh beagan lughdachadh ann an iom-fhillteachd.