X'inhu laser krijoġeniku

Il-kunċett ta 'lejżers li joperaw f'temperaturi baxxi mhuwiex ġdid: it-tieni laser fl-istorja kien krijoġeniku. Inizjalment, il-kunċett kien diffiċli biex tinkiseb operazzjoni tat-temperatura tal-kamra, u l-entużjażmu għal xogħol ta 'temperatura baxxa beda fis-snin disgħin bl-iżvilupp ta' lejżers u amplifikaturi ta 'enerġija għolja.

F'qawwa għoljaSorsi tal-lejżer, effetti termali bħal telf ta 'depolarizzazzjoni, lenti termali jew liwi tal-kristall bil-lejżer jistgħu jaffettwaw il-prestazzjonisors tad-dawl- Permezz ta 'tkessiħ ta' temperatura baxxa, ħafna effetti termali ta 'ħsara jistgħu jiġu mrażżna b'mod effettiv, jiġifieri, il-mezz ta' qligħ jeħtieġ li jitkessaħ għal 77K jew saħansitra 4K. L-effett tat-tkessiħ jinkludi prinċipalment:

Il-konduttività karatteristika tal-mezz ta 'qligħ hija inibita ħafna, l-aktar minħabba li l-passaġġ ħieles medju tal-ħabel huwa miżjud. Bħala riżultat, il-gradjent tat-temperatura jinżel b'mod drammatiku. Pereżempju, meta t-temperatura titbaxxa minn 300K għal 77K, il-konduttività termali tal-kristall YAG tiżdied b'fattur ta 'seba'.

Il-koeffiċjent ta 'diffużjoni termali jonqos ukoll sew. Dan, flimkien ma 'tnaqqis fil-gradjent tat-temperatura, jirriżulta f'effett ta' lenti termali mnaqqas u għalhekk probabbiltà mnaqqsa ta 'ksur tal-istress.

Il-koeffiċjent termo-ottiku huwa wkoll imnaqqas, u jitnaqqas aktar l-effett tal-lenti termali.

Iż-żieda ta 'assorbiment ta' sezzjoni trasversali ta 'joni rari tad-dinja hija prinċipalment minħabba t-tnaqqis tat-twessigħ ikkawżat minn effett termiku. Għalhekk, il-qawwa ta 'saturazzjoni titnaqqas u l-qligħ bil-lejżer jiżdied. Għalhekk, il-limitu tal-pompa tal-limitu jitnaqqas, u impulsi iqsar jistgħu jinkisbu meta l-iswiċċ Q jaħdem. Billi tiżdied it-trasmittanza tal-coupler tal-ħruġ, l-effiċjenza tal-inklinazzjoni tista 'titjieb, u għalhekk l-effett tat-telf tal-kavità parassita jsir inqas importanti.

In-numru tal-partikuli tal-livell baxx totali tal-mezz ta 'qligħ kważi-livell ta' tliet livell huwa mnaqqas, u għalhekk il-qawwa tal-ippumpjar tal-limitu titnaqqas u l-effiċjenza tal-enerġija titjieb. Pereżempju, YB: YAG, li jipproduċi dawl f'1030nm, jista 'jitqies bħala sistema ta' kważi tliet livelli f'temperatura tal-kamra, iżda sistema ta 'erba' livelli f'77k. ER: L-istess jgħodd għal YAG.

Jiddependi fuq il-mezz ta 'qligħ, l-intensità ta' xi proċessi ta 'tkessiħ titnaqqas.

Flimkien mal-fatturi ta 'hawn fuq, operazzjoni ta' temperatura baxxa tista 'ttejjeb ħafna l-prestazzjoni tal-laser. B'mod partikolari, lasers tat-tkessiħ b'temperatura baxxa jistgħu jiksbu qawwa tal-ħruġ għolja ħafna mingħajr effetti termali, jiġifieri, tista 'tinkiseb kwalità tajba tar-raġġ.

Kwistjoni li għandek tikkonsidra hija li fil-kristall tal-lejżer cryocooled, il-wisa 'tal-frekwenza tad-dawl irradjat u d-dawl assorbit jitnaqqas, u għalhekk il-firxa tal-irfinar tat-tul tal-mewġa se tkun idjaq, u l-wisa' tal-linja u l-istabbiltà tat-tul tal-mewġ tal-lejżer ippumpjat se jkunu aktar stretti. Madankollu, dan l-effett ġeneralment huwa rari.

It-tkessiħ krijoġeniku ġeneralment juża likwidu li jkessaħ, bħal nitroġenu likwidu jew elju likwidu, u idealment ir-refriġerant jiċċirkola permezz ta 'tubu mwaħħal ma' kristall tal-lejżer. Il-likwidu li jkessaħ jerġa 'jimtela fil-ħin jew riċiklat f'ċirku magħluq. Sabiex tiġi evitata s-solidifikazzjoni, ġeneralment ikun meħtieġ li tpoġġi l-kristall tal-lejżer f'kamra tal-vakwu.

Il-kunċett ta 'kristalli tal-lejżer li joperaw f'temperaturi baxxi jista' jiġi applikat ukoll għal amplifikaturi. Sapphire tat-titanju jista 'jintuża biex jagħmel amplifikatur ta' feedback pożittiv, il-qawwa medja tal-ħruġ f'għexieren ta 'watts.

Għalkemm apparat li jkessaħ krijoġeniku jista 'jikkomplikaSistemi tal-lejżer, sistemi ta 'tkessiħ aktar komuni huma ta' spiss inqas sempliċi, u l-effiċjenza tat-tkessiħ krijoġeniku tippermetti xi tnaqqis fil-kumplessità.