Optical Pumping ในเลเซอร์คืออะไร?

เลเซอร์แบบออพติกปั๊มหลากหลายชนิด

1. โซลิดสเตตเลเซอร์พร้อมฉนวนเจือ

· ภาพรวม:เลเซอร์เหล่านี้ใช้ตัวกลางโฮสต์ที่เป็นฉนวนไฟฟ้าและอาศัยการสูบจ่ายแบบออปติคอลเพื่อกระตุ้นไอออนที่ทำงานด้วยเลเซอร์ ตัวอย่างทั่วไปคือนีโอไดเมียมในเลเซอร์ YAG

-งานวิจัยล่าสุด:การศึกษาโดย A. Antipov และคณะ กล่าวถึงเลเซอร์โซลิดสเตตใกล้ IR สำหรับการสูบน้ำด้วยแสงแบบแลกเปลี่ยนสปิน งานวิจัยนี้เน้นย้ำถึงความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเลเซอร์โซลิดสเตต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสเปกตรัมอินฟราเรดใกล้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น การถ่ายภาพทางการแพทย์และโทรคมนาคม

อ่านเพิ่มเติม:เลเซอร์โซลิดสเตต Near-IR สำหรับการปั๊มแบบออปติคัลแบบ Spin-Exchange

2. เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

-ข้อมูลทั่วไป: โดยทั่วไปแล้ว เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ถูกปั๊มด้วยไฟฟ้ายังสามารถได้ประโยชน์จากการปั๊มด้วยแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่ต้องการความสว่างสูง เช่น เลเซอร์เปล่งแสงพื้นผิวช่องภายนอกในแนวตั้ง (VECSEL)

-การพัฒนาล่าสุด: งานของ U. Keller เกี่ยวกับหวีความถี่แสงจากเลเซอร์โซลิดสเตตและเซมิคอนดักเตอร์ที่เร็วเป็นพิเศษให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการสร้างหวีความถี่ที่เสถียรจากเลเซอร์โซลิดสเตตและเซมิคอนดักเตอร์ที่ปั๊มด้วยไดโอด ความก้าวหน้านี้มีความสำคัญสำหรับการใช้งานในด้านมาตรวิทยาความถี่แสง

อ่านเพิ่มเติม:หวีความถี่แสงจากเลเซอร์โซลิดสเตตและเซมิคอนดักเตอร์ที่เร็วเป็นพิเศษ

3. เลเซอร์แก๊ส

-การปั๊มด้วยแสงในเลเซอร์แก๊ส: เลเซอร์แก๊สบางประเภท เช่น เลเซอร์ไออัลคาไล ใช้การปั๊มด้วยแสง เลเซอร์เหล่านี้มักใช้ในการใช้งานที่ต้องการแหล่งกำเนิดแสงที่สอดคล้องกันพร้อมคุณสมบัติเฉพาะ

แหล่งที่มาของการสูบน้ำด้วยแสง

โคมไฟจำหน่าย: โดยทั่วไปในเลเซอร์แบบใช้หลอดไฟ หลอดไฟดิสชาร์จจะใช้สำหรับกำลังสูงและสเปกตรัมกว้าง YA Mandryko และคณะ พัฒนาแบบจำลองพลังงานของการสร้างการปล่อยส่วนโค้งแบบอิมพัลส์ในหลอดซีนอนปั๊มแสงของสื่อแอคทีฟของเลเซอร์โซลิดสเตต รุ่นนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโคมไฟปั๊มแบบอิมพัลส์ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพ

เลเซอร์ไดโอด:เลเซอร์ไดโอดที่ใช้ในเลเซอร์แบบปั๊มไดโอดมีข้อดี เช่น ประสิทธิภาพสูง ขนาดกะทัดรัด และความสามารถในการปรับแต่งอย่างละเอียด

อ่านเพิ่มเติม:เลเซอร์ไดโอดคืออะไร?

ไฟแฟลช: ไฟแฟลชเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีสเปกตรัมกว้างและเข้มข้นซึ่งมักใช้สำหรับการปั๊มเลเซอร์โซลิดสเตต เช่น ทับทิมหรือเลเซอร์ Nd:YAG พวกมันให้แสงที่มีความเข้มสูงซึ่งกระตุ้นตัวกลางเลเซอร์

โคมไฟอาร์ค: คล้ายกับไฟแฟลช แต่ออกแบบมาเพื่อการทำงานต่อเนื่อง โคมไฟอาร์คให้แหล่งกำเนิดแสงเข้มข้นคงที่ ใช้ในการใช้งานที่ต้องใช้เลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (CW)

ไฟ LED (ไดโอดเปล่งแสง): แม้ว่าจะไม่ธรรมดาเหมือนไดโอดเลเซอร์ แต่ LED ก็สามารถใช้สำหรับการปั๊มแบบออปติคัลในการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำบางอย่างได้ มีข้อได้เปรียบเนื่องจากมีอายุการใช้งานยาวนาน ต้นทุนต่ำ และใช้งานได้ในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ

แสงแดด: ในการตั้งค่าการทดลองบางอย่าง แสงแดดที่เข้มข้นได้ถูกนำมาใช้เป็นแหล่งปั๊มสำหรับเลเซอร์ที่สูบด้วยแสงอาทิตย์ วิธีการนี้ควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนและคุ้มค่า แม้ว่าจะควบคุมได้น้อยกว่าและมีความเข้มน้อยกว่าเมื่อเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงเทียมก็ตาม

เลเซอร์ไดโอดคู่ไฟเบอร์: ไดโอดเลเซอร์เหล่านี้เป็นไดโอดเลเซอร์ควบคู่กับเส้นใยนำแสง ซึ่งส่งแสงจากปั๊มไปยังตัวกลางเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น วิธีการนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในไฟเบอร์เลเซอร์และในสถานการณ์ที่การส่งแสงปั๊มอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ

เลเซอร์อื่นๆ: บางครั้งมีการใช้เลเซอร์ตัวหนึ่งเพื่อปั๊มอีกตัวหนึ่ง ตัวอย่างเช่น อาจใช้เลเซอร์ Nd: YAG ที่มีความถี่เป็นสองเท่าเพื่อปั๊มเลเซอร์สีย้อม วิธีนี้มักใช้เมื่อต้องใช้ความยาวคลื่นเฉพาะสำหรับกระบวนการปั๊มซึ่งไม่สามารถทำได้ง่ายด้วยแหล่งกำเนิดแสงแบบเดิมๆ