Криоген лазер нәрсә ул

Лазерларның түбән температураларда эшләве концепциясе яңалык түгел: тарихтагы икенче лазер криоген иде. Башта бу концепцияне бүлмә температурасында эшләү авыр булды, һәм түбән температурада эшләүгә кызыксыну 1990-нчы елларда югары куәтле лазерлар һәм көчәйткечләр эшләү белән башланды.

Югары көчтәлазер чыганаклары, деполяризация югалту, термик линза яки лазер кристалл бөгелүе кебек термик эффектлар аның эшчәнлегенә тәэсир итә алаяктылык чыганагыТүбән температуралы суыту ярдәмендә күп кенә зарарлы җылылык эффектларын нәтиҗәле рәвештә бастырырга мөмкин, ягъни көчәйтү мохитен 77K яки хәтта 4K кадәр суытырга кирәк. Суыту эффекты, нигездә, түбәндәгеләрне үз эченә ала:

Көчәйтү мохитенең характерлы үткәрүчәнлеге нык тоткарлана, нигездә, арканның уртача ирекле юлы артканга. Нәтиҗәдә, температура градиенты кискен кими. Мәсәлән, температура 300 К дан 77 К га кадәр төшерелгәндә, YAG кристалының җылылык үткәрүчәнлеге җиде тапкыр арта.

Термик диффузия коэффициенты да кискен кими. Бу, температура градиентының кимүе белән бергә, термик линзалаштыру эффектының кимүенә һәм шуңа күрә көчәнеш өзелү ихтималының кимүенә китерә.

Термо-оптик коэффициент та кими, бу термо линза эффектын тагын да киметә.

Сирәк җир ионының абсорбция кисемтәсенең артуы, нигездә, җылылык эффекты аркасында киңәю кимүе белән бәйле. Шуңа күрә туендыру көче кими һәм лазер көчәйтүе арта. Шуңа күрә, бусага насосы көче кими, һәм Q ачкычы эшләгәндә кыскарак импульслар алырга мөмкин. Чыгу тоташтыргычының үткәрүчәнлеген арттыру аша авышлык нәтиҗәлелеген яхшыртырга мөмкин, шуңа күрә паразит куышлык югалту эффекты әһәмиятсезрәк була.

Квази-өч дәрәҗәле көчәйтү мохитенең гомуми түбән дәрәҗәсенең кисәкчәләр саны кими, шуңа күрә бусага насослау көче кими һәм энергия нәтиҗәлелеге яхшыра. Мәсәлән, 1030 нм яктылык җитештерә торган Yb:YAG бүлмә температурасында квази-өч дәрәҗәле система буларак каралырга мөмкин, ә 77K температурада дүрт дәрәҗәле система буларак. Er: YAG өчен дә шул ук хәл.

Көчәйтү мохитенә карап, кайбер сүндерү процессларының интенсивлыгы кимиячәк.

Югарыда күрсәтелгән факторлар белән берлектә, түбән температурада эшләү лазерның эшчәнлеген шактый яхшырта ала. Аерым алганда, түбән температуралы суыту лазерлары җылылык эффектларысыз бик югары чыгару көче ала ала, ягъни яхшы нур сыйфатына ирешергә мөмкин.

Игътибарга алынырга тиешле бер мәсьәлә бар: криокалкынлы лазер кристалында нурланыш һәм йотылган яктылыкның полосасы кими, шуңа күрә дулкын озынлыгын көйләү диапазоны таррак булачак, ә насосланган лазерның сызык киңлеге һәм дулкын озынлыгы тотрыклылыгы катгыйрак булачак. Ләкин, гадәттә, бу эффект сирәк очрый.

Криоген суыту гадәттә сыек азот яки сыек гелий кебек суыткыч матдә куллана, һәм идеаль очракта суыткыч матдә лазер кристаллына беркетелгән трубка аша әйләнә. Суыткыч матдә вакытында тулыландырыла яки ябык циклда кабат эшкәртелә. Катышуны булдырмас өчен, гадәттә лазер кристаллын вакуум камерасына урнаштыру кирәк.

Түбән температураларда эшли торган лазер кристаллары концепциясен көчәйткечләргә дә кулланырга мөмкин. Титан сапфирын уңай кире элемтә көчәйткече ясау өчен кулланырга мөмкин, аның уртача чыгыш куәте дистәләгән ватт.

Криоген суыту җайланмалары катлауландырырга мөмкин булса далазер системалары, ешрак кулланыла торган суыту системалары еш кына гади түгел, һәм криоген суытуның нәтиҗәлелеге катлаулылыкны бераз киметергә мөмкинлек бирә.