การปั๊มแสงในเลเซอร์คืออะไร?

เลเซอร์แบบใช้แสงกระตุ้นชนิดต่างๆ

1. เลเซอร์โซลิดสเตทที่มีฉนวนเจือสาร

· ภาพรวม:เลเซอร์เหล่านี้ใช้ตัวกลางที่เป็นฉนวนไฟฟ้าและอาศัยการกระตุ้นด้วยแสงเพื่อเพิ่มพลังงานให้กับไอออนที่ก่อให้เกิดเลเซอร์ ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไปคือ นีโอไดเมียมในเลเซอร์ YAG

-งานวิจัยล่าสุด:งานวิจัยโดย A. Antipov และคณะ กล่าวถึงเลเซอร์อินฟราเรดใกล้แบบโซลิดสเตทสำหรับการปั๊มแสงแบบแลกเปลี่ยนสปิน งานวิจัยนี้เน้นให้เห็นถึงความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเลเซอร์โซลิดสเตท โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสเปกตรัมอินฟราเรดใกล้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การถ่ายภาพทางการแพทย์และการสื่อสารโทรคมนาคม

อ่านเพิ่มเติม:เลเซอร์อินฟราเรดใกล้แบบโซลิดสเตทสำหรับการปั๊มแสงแบบแลกเปลี่ยนสปิน

2. เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

-ข้อมูลทั่วไป: โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์จะถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้า แต่ก็สามารถได้รับประโยชน์จากการกระตุ้นด้วยแสงได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่ต้องการความสว่างสูง เช่น เลเซอร์เปล่งแสงจากพื้นผิวแบบโพรงภายนอกแนวตั้ง (VECSELs)

-ความคืบหน้าล่าสุด: งานวิจัยของ U. Keller เกี่ยวกับหวีความถี่แสงจากเลเซอร์โซลิดสเตทและเซมิคอนดักเตอร์ความเร็วสูงพิเศษ ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการสร้างหวีความถี่ที่เสถียรจากเลเซอร์โซลิดสเตทและเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ไดโอดเป็นแหล่งกำเนิดแสง ความก้าวหน้านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการประยุกต์ใช้ในด้านมาตรวิทยาความถี่แสง

อ่านเพิ่มเติม:หวีความถี่แสงจากเลเซอร์โซลิดสเตทและเซมิคอนดักเตอร์ความเร็วสูงพิเศษ

3. เลเซอร์แก๊ส

-การกระตุ้นด้วยแสงในเลเซอร์ก๊าซ: เลเซอร์ก๊าซบางชนิด เช่น เลเซอร์ไอระเหยของโลหะอัลคาไลน์ ใช้การกระตุ้นด้วยแสง เลเซอร์เหล่านี้มักใช้ในงานที่ต้องการแหล่งกำเนิดแสงที่สอดคล้องกันซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะ

แหล่งกำเนิดแสงสำหรับการปั๊มแสง

หลอดปล่อยประจุหลอดปล่อยประจุเป็นที่นิยมใช้ในเลเซอร์แบบใช้หลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง เนื่องจากมีกำลังสูงและสเปกตรัมกว้าง YA Mandryko และคณะ ได้พัฒนารูปแบบจำลองกำลังของการสร้างการปล่อยประจุแบบพัลส์ในหลอดซีนอนแบบใช้ตัวกลางแอคทีฟในการปั๊มแสงของเลเซอร์โซลิดสเตท รูปแบบจำลองนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของหลอดไฟปั๊มแบบพัลส์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานของเลเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ

ไดโอดเลเซอร์:เลเซอร์ไดโอดซึ่งใช้ในเลเซอร์แบบไดโอดปั๊ม มีข้อดีหลายประการ เช่น ประสิทธิภาพสูง ขนาดกะทัดรัด และสามารถปรับแต่งได้อย่างละเอียด

อ่านเพิ่มเติม:เลเซอร์ไดโอดคืออะไร?

ไฟแฟลชหลอดไฟแฟลชเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีความเข้มสูงและครอบคลุมช่วงแสงกว้าง ซึ่งนิยมใช้ในการกระตุ้นเลเซอร์โซลิดสเตท เช่น เลเซอร์ทับทิมหรือเลเซอร์ Nd:YAG โดยจะให้แสงที่มีความเข้มสูงในช่วงเวลาสั้นๆ เพื่อกระตุ้นตัวกลางของเลเซอร์

โคมไฟอาร์ค: คล้ายกับหลอดไฟแฟลช แต่ได้รับการออกแบบให้ใช้งานอย่างต่อเนื่อง หลอดไฟอาร์คให้แหล่งกำเนิดแสงที่เข้มข้นและสม่ำเสมอ ใช้ในงานที่ต้องการการทำงานของเลเซอร์แบบคลื่นต่อเนื่อง (CW)

LED (ไดโอดเปล่งแสง)แม้จะไม่แพร่หลายเท่าเลเซอร์ไดโอด แต่ LED ก็สามารถใช้สำหรับการปั๊มแสงในงานที่ต้องการกำลังไฟต่ำบางประเภทได้ ข้อดีของ LED คืออายุการใช้งานยาวนาน ต้นทุนต่ำ และมีให้เลือกหลายความยาวคลื่น

แสงแดดในการทดลองบางรูปแบบ มีการใช้แสงแดดเข้มข้นเป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับเลเซอร์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ วิธีนี้ใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนและคุ้มค่า แม้ว่าจะควบคุมได้ยากกว่าและมีความเข้มแสงน้อยกว่าแหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ก็ตาม

ไดโอดเลเซอร์แบบต่อไฟเบอร์: นี่คือไดโอดเลเซอร์ที่เชื่อมต่อกับใยแก้วนำแสง ซึ่งส่งแสงกระตุ้นไปยังตัวกลางเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น วิธีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในเลเซอร์ใยแก้วนำแสง และในสถานการณ์ที่การส่งแสงกระตุ้นอย่างแม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่ง

เลเซอร์อื่นๆบางครั้งเลเซอร์ตัวหนึ่งถูกใช้เพื่อกระตุ้นเลเซอร์อีกตัวหนึ่ง ตัวอย่างเช่น เลเซอร์ Nd:YAG ที่มีความถี่คู่ อาจถูกใช้เพื่อกระตุ้นเลเซอร์ย้อมสี วิธีนี้มักใช้เมื่อต้องการความยาวคลื่นเฉพาะสำหรับกระบวนการกระตุ้น ซึ่งทำได้ยากด้วยแหล่งกำเนิดแสงแบบทั่วไป