กลไกการสูบน้ำ: พลังขับเคลื่อนเบื้องหลังเลเซอร์

แนวทางที่หลากหลายเพื่อให้บรรลุการผกผันของประชากร

การเลือกกลไกการปั๊มถือเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบเลเซอร์ ซึ่งมีอิทธิพลต่อทุกสิ่งตั้งแต่ประสิทธิภาพไปจนถึงความยาวคลื่นเอาท์พุต การสูบฉีดด้วยแสงโดยใช้แหล่งกำเนิดแสงภายนอก เช่น แฟลชแลมป์หรือเลเซอร์อื่นๆ เป็นเรื่องปกติในเลเซอร์โซลิดสเตตและเลเซอร์ย้อม โดยทั่วไปวิธีการคายประจุไฟฟ้าจะใช้ในเลเซอร์แก๊ส ในขณะที่เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มักใช้การฉีดอิเล็กตรอน ประสิทธิภาพของกลไกการปั๊มเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเลเซอร์โซลิดสเตตแบบปั๊มด้วยไดโอด เป็นจุดสนใจสำคัญของการวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ ซึ่งให้ประสิทธิภาพและความกะทัดรัดที่สูงขึ้น3].

ข้อควรพิจารณาทางเทคนิคในประสิทธิภาพการสูบน้ำ

ประสิทธิภาพของกระบวนการปั๊มเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบเลเซอร์ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมและความเหมาะสมในการใช้งาน ในเลเซอร์โซลิดสเตต การเลือกระหว่างหลอดไฟแฟลชและไดโอดเลเซอร์เป็นแหล่งปั๊มอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบ โหลดความร้อน และคุณภาพของลำแสง การพัฒนาเลเซอร์ไดโอดกำลังสูงและประสิทธิภาพสูงได้ปฏิวัติระบบเลเซอร์ DPSS ทำให้สามารถออกแบบให้มีขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น4].

ช่องแสง: วิศวกรรมลำแสงเลเซอร์

การออกแบบโพรง: พระราชบัญญัติสมดุลของฟิสิกส์และวิศวกรรม

ช่องแสงหรือตัวสะท้อนเสียงไม่ได้เป็นเพียงส่วนประกอบแบบพาสซีฟ แต่ยังเป็นผู้มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการสร้างลำแสงเลเซอร์ การออกแบบช่อง รวมถึงความโค้งและการจัดตำแหน่งของกระจก มีบทบาทสำคัญในการกำหนดความเสถียร โครงสร้างโหมด และเอาท์พุตของเลเซอร์ ช่องจะต้องได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มอัตราขยายทางแสงในขณะที่ลดการสูญเสีย ซึ่งเป็นความท้าทายที่ผสมผสานวิศวกรรมด้านแสงเข้ากับเลนส์คลื่น5.

เงื่อนไขการสั่นและการเลือกโหมด

เพื่อให้การสั่นของเลเซอร์เกิดขึ้น อัตราขยายที่ได้รับจากตัวกลางจะต้องมากกว่าการสูญเสียภายในคาวิตี้ เงื่อนไขนี้ ประกอบกับข้อกำหนดสำหรับการซ้อนทับคลื่นที่สอดคล้องกัน กำหนดว่ารองรับเฉพาะโหมดตามยาวบางโหมดเท่านั้น ระยะห่างของโหมดและโครงสร้างโหมดโดยรวมได้รับอิทธิพลจากความยาวทางกายภาพของคาวิตี้และดัชนีการหักเหของตัวกลางเกน [6].

บทสรุป

การออกแบบและการทำงานของระบบเลเซอร์ครอบคลุมหลักการทางฟิสิกส์และวิศวกรรมที่หลากหลาย ตั้งแต่กลศาสตร์ควอนตัมที่ควบคุมตัวกลางเกนไปจนถึงวิศวกรรมที่ซับซ้อนของช่องแสง แต่ละส่วนประกอบของระบบเลเซอร์มีบทบาทสำคัญในการทำงานโดยรวม บทความนี้ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับโลกที่ซับซ้อนของเทคโนโลยีเลเซอร์ โดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกที่สะท้อนกับความเข้าใจขั้นสูงของอาจารย์และวิศวกรด้านแสงในสาขานี้