آليات الضخ: القوة الدافعة وراء الليزر

مقاربات متنوعة لتحقيق انقلاب السكان

يعد اختيار آلية الضخ محوريًا في تصميم الليزر ، مما يؤثر على كل شيء من الكفاءة إلى الطول الموجي. يعد الضخ الضوئي ، باستخدام مصادر إضاءة خارجية مثل مصمفة فلاش أو أشعة الليزر الأخرى ، أمرًا شائعًا في ليزر الحالة الصلبة وصبغ. عادة ما يتم استخدام طرق التفريغ الكهربائي في ليزر الغاز ، في حين أن أشباه أشباه الموصلات تستخدم غالبًا حقن الإلكترون. كانت كفاءة آليات الضخ هذه ، وخاصة في ليزر الحالة الصلبة المصابة بالديود ، بمثابة محور كبير في الأبحاث الحديثة ، مما يوفر كفاءة وضغط أعلى [3].

الاعتبارات الفنية في كفاءة الضخ

تعد كفاءة عملية الضخ جانبًا مهمًا لتصميم الليزر ، مما يؤثر على الأداء الكلي ومدى ملاءمة التطبيق. في الليزر في الحالة الصلبة ، يمكن أن يؤثر الاختيار بين مصمغي الفلاش وثنائيات الليزر كمصدر للمضخة بشكل كبير على كفاءة النظام ، والحمل الحراري ، وجودة الحزمة. لقد أحدث ثورة في تطوير الثنائيات الليزر عالية الكفاءة ثورة في أنظمة الليزر DPSS ، مما يتيح تصميمات أكثر إحكاما وفعالية [4].

التجويف البصري: هندسة شعاع الليزر

تصميم التجويف: عمل موازنة للفيزياء والهندسة

التجويف البصري ، أو الرنان ، ليس مجرد مكون سلبي بل مشارك نشط في تشكيل شعاع الليزر. يلعب تصميم التجويف ، بما في ذلك انحناء ومحاذاة المرايا ، دورًا حاسمًا في تحديد الاستقرار ، وهيكل الوضع ، وإخراج الليزر. يجب تصميم التجويف لتعزيز المكاسب البصرية مع تقليل الخسائر ، وهو التحدي الذي يجمع بين الهندسة البصرية والبصريات الموجية5.

ظروف التذبذب واختيار الوضع

لكي يحدث التذبذب بالليزر ، يجب أن يتجاوز المكسب الذي توفره الوسيلة الخسائر داخل التجويف. هذا الشرط ، إلى جانب متطلبات تراكب الموجة المتماسكة ، يملي أنه يتم دعم أوضاع طولية فقط. يتأثر تباعد الوضع وهيكل الوضع الكلي بالطول الفعلي للتجويف ومؤشر الانكسار لوسط الكسب [6].

خاتمة

يشمل تصميم وتشغيل أنظمة الليزر مجموعة واسعة من مبادئ الفيزياء والهندسة. من ميكانيكا الكم التي تحكم وسيط الكسب إلى الهندسة المعقدة للتجويف البصري ، يلعب كل مكون من نظام الليزر دورًا حيويًا في وظائفه الكلية. قدمت هذه المقالة لمحة عن عالم معقد من تكنولوجيا الليزر ، حيث قدمت رؤى يتردد صداها مع الفهم المتقدم للأساتذة والمهندسين البصريين في هذا المجال.