Kriogen lazer näme?

Lazerleriň pes temperaturada işlemegi baradaky düşünje täze däl: taryhdaky ikinji lazer kriogenikdi. Ilki başda bu düşünje otagyň temperaturasynda işlemegi üpjün etmek kyn boldy we pes temperaturada işleme höwesi 1990-njy ýyllarda ýokary kuwwatly lazerleriň we güýçlendirijileriň işlenip düzülmegi bilen başlady.

Ýokary güýçdelazer çeşmeleridepolýarizasiýa ýitgisi, termal linza ýa-da lazer kristalynyň egilmegi ýaly termal täsirler onuň işine täsir edip bilerýagtylyk çeşmesiPes temperatura sowadyş arkaly köp zyýanly termal täsirleri netijeli basyp ýatyryp bolýar, ýagny güýçlendiriji gurşawyň 77K ýa-da hatda 4K çenli sowadylmagy zerurdyr. Sowadyjy täsir esasan aşakdakylary öz içine alýar:

Güýçlendiriji gurşawyň häsiýetli geçirijiligi, esasan hem, halatyň ortaça erkin ýolunyň artmagy sebäpli uly derejede togtadylýar. Netijede, temperatura gradienti ep-esli pese gaçýar. Mysal üçin, temperatura 300K-dan 77K-a çenli peseldilende, YAG kristalynyň ýylylyk geçirijiligi ýedi esse artýar.

Termal diffuziýa koeffisiýenti hem keskin pese gaçýar. Bu, temperatura gradiýentiniň peselmegi bilen birlikde, termal linza täsiriniň azalmagyna we şonuň üçin stres ýarylmagynyň ähtimallygynyň azalmagyna getirýär.

Termo-optik koeffisiýent hem azalýar, bu bolsa termal linzanyň täsirini has-da azaldýar.

Seýrek toprak ionunyň siňdiriş kesişiginiň artmagy, esasan, termal täsir sebäpli giňelmegiň azalmagy bilen baglanyşyklydyr. Şonuň üçin doýgunlyk güýji azalýar we lazeriň gazanmagy ýokarlanýar. Şonuň üçin bosaga nasosynyň güýji azalýar we Q açary işleýän wagty has gysga impulslar alnyp bilner. Çykyş birleşdirijisiniň geçirijiligini ýokarlandyrmak arkaly eňňit netijeliligini ýokarlandyrmak mümkin, şonuň üçin parazit boşlugynyň ýitgi täsiri has az möhüm bolýar.

Ýarym-üç derejeli güýçlendiriji gurşawyň umumy pes derejesiniň bölejik sany azalýar, şonuň üçin bosaga pompa güýji azalýar we energiýanyň netijeliligi ýokarlanýar. Mysal üçin, 1030nm-de ýagtylyk öndürýän Yb:YAG otag temperaturasynda ýarym-üç derejeli ulgam hökmünde, 77K-de bolsa dört derejeli ulgam hökmünde görülip bilner. Er: Şol bir zat YAG üçin hem şeýle.

Güýçlendiriji gurşawa baglylykda, käbir söndürme prosesleriniň intensiwligi azalar.

Ýokardaky faktorlar bilen bilelikde, pes temperaturada işlemek lazeriň işini ep-esli gowulandyryp biler. Hususan-da, pes temperaturada sowadyjy lazerler termal täsirlersiz örän ýokary çykyş kuwwatyny alyp bilýärler, ýagny gowy şöhle hilini alyp bolýar.

Göz öňünde tutulmaly meseleleriň biri, kriosowadylan lazer kristalynda şöhlelenen we siňdirilen yşyklaryň geçirijilik ukybynyň azaljakdygy, şonuň üçin tolkun uzynlygyny sazlamak diapazony has dar boljakdygy we pompalanan lazeriň çyzyk giňligi we tolkun uzynlygynyň durnuklylygy has berk boljakdygydyr. Şeýle-de bolsa, bu täsir adatça seýrek bolýar.

Kriogen sowadyş adatça suwuk azot ýa-da suwuk geliý ýaly sowadyjyny ulanýar we iň gowusy sowadyjy lazer kristalyna birikdirilen turba arkaly aýlanýar. Sowadyjy wagtynda doldurylýar ýa-da ýapyk aýlawda gaýtadan işlenýär. Gatlaşmagyň öňüni almak üçin, adatça lazer kristalyny wakuum kamerasyna goýmak zerurdyr.

Lazer kristallarynyň pes temperaturada işlemegi konsepsiýasy güýçlendirijilere hem ulanylyp bilner. Titan sapfiri oňyn ters täsir güýçlendirijisini ýasamak üçin ulanylyp bilner, ortaça çykyş kuwwaty onlarça watt bilen ölçenýär.

Kriogen sowadyjy enjamlar kynlaşdyryp bilse-delazer ulgamlary, has köp ýaýran sowadyş ulgamlary köplenç has ýönekeý däl we kriogen sowadyşyň netijeliligi çylşyrymlylygyň belli bir derejede azalmagyna mümkinçilik berýär.