He aha ka laser cryogenic

ʻAʻole he mea hou ke kumumanaʻo o nā lasers e hana ana ma nā mahana haʻahaʻa: ʻo ka lua o ka laser ma ka mōʻaukala he cryogenic. I ka wā mua, ua paʻakikī ke kumumanaʻo e hoʻokō i ka hana mahana lumi, a ua hoʻomaka ka hoihoi no ka hana haʻahaʻa i nā makahiki 1990 me ka hoʻomohala ʻana o nā lasers mana kiʻekiʻe a me nā amplifiers.

Ma ka mana kiʻekiʻenā kumu laser, nā hopena wela e like me ka nalowale o ka depolarization, ka lens wela a i ʻole ke kūlou ʻana o ka kristal laser hiki ke hoʻopilikia i ka hana okumu kukuiMa o ka hoʻoluʻu haʻahaʻa haʻahaʻa, hiki ke kāohi pono ʻia nā hopena wela ʻino he nui, ʻo ia hoʻi, pono e hoʻoluʻu ʻia ka mea loaʻa i 77K a i ʻole 4K. ʻO ka hopena hoʻoluʻu nui e pili ana i:

Ua kāohi nui ʻia ke alakaʻi ʻano o ka mea loaʻa, ʻoiai ua hoʻonui ʻia ke ala manuahi awelika o ke kaula. ʻO ka hopena, hāʻule nui ka gradient mahana. No ka laʻana, i ka wā e hoʻohaʻahaʻa ʻia ai ka mahana mai 300K a i 77K, piʻi ka alakaʻi wela o ka kristal YAG ma kahi o ʻehiku.

Hoʻemi nui ʻia ke koina hoʻolaha wela. ʻO kēia, me ka emi ʻana o ka gradient mahana, e hopena i ka hopena lensing wela i hoʻemi ʻia a no laila e emi ana ka likelika o ka haki ʻana o ke koʻikoʻi.

Ua hoʻemi ʻia hoʻi ke koina thermo-optical, e hōʻemi hou ana i ka hopena o ka lens thermal.

ʻO ka hoʻonui ʻia ʻana o ka ʻāpana keʻa omo o ka ion honua laha ʻole ma muli nui o ka emi ʻana o ka hoʻonui ʻia ʻana i hoʻokumu ʻia e ka hopena wela. No laila, ua hoʻemi ʻia ka mana saturation a ua hoʻonui ʻia ka loaʻa ʻana o ka laser. No laila, ua hoʻemi ʻia ka mana pamu paepae, a hiki ke loaʻa nā pulse pōkole ke hana nei ke kuapo Q. Ma ka hoʻonui ʻana i ka transmittance o ka coupler output, hiki ke hoʻomaikaʻi ʻia ka pono o ka pali, no laila e lilo ka hopena o ka nalowale o ka lua parasitic i mea nui ʻole.

Ua hoʻemi ʻia ka helu ʻāpana o ka pae haʻahaʻa holoʻokoʻa o ka medium loaʻa quasi-ʻekolu-pae, no laila ua hoʻemi ʻia ka mana pumping paepae a ua hoʻomaikaʻi ʻia ka pono o ka mana. No ka laʻana, ʻo Yb:YAG, ka mea e hoʻopuka ana i ka mālamalama ma 1030nm, hiki ke ʻike ʻia he ʻōnaehana quasi-ʻekolu-pae ma ka mahana o ka lumi, akā he ʻōnaehana ʻehā-pae ma 77K. Er: Pēlā nō hoʻi no YAG.

Ma muli o ka mea e loaʻa ai, e hoʻemi ʻia ka ikaika o kekahi mau kaʻina hana hoʻopau ʻana.

I ka hui pū ʻana me nā mea i luna, hiki i ka hana haʻahaʻa haʻahaʻa ke hoʻomaikaʻi nui i ka hana o ka laser. Ma ke ʻano kūikawā, hiki i nā lasers hoʻoluʻu haʻahaʻa ke loaʻa ka mana puka kiʻekiʻe loa me ka ʻole o nā hopena wela, ʻo ia hoʻi, hiki ke loaʻa ka maikaʻi o ke kukuna.

ʻO kahi pilikia e noʻonoʻo ai, ʻo ia ka mea i loko o kahi kristal laser cryocooled, e hoʻemi ʻia ka bandwidth o ke kukui i hoʻomālamalama ʻia a me ke kukui i omo ʻia, no laila e ʻoi aku ka haiki o ka laulā hoʻonohonoho nalu, a ʻoi aku ka paʻa o ka laulā laina a me ke kūpaʻa nalu o ka laser pumped. Eia nō naʻe, he mea kakaikahi kēia hopena.

ʻO ka hoʻoluʻu cryogenic ka mea maʻamau e hoʻohana i kahi mea hoʻoluʻu, e like me ka naikokene wai a i ʻole ka helium wai, a ʻo ke kūpono, e kaʻapuni ka refrigerant ma o kahi paipu i hoʻopili ʻia i kahi kristal laser. Hoʻopiha hou ʻia ka coolant i ka manawa a hana hou ʻia paha i loko o kahi loop pani. I mea e pale aku ai i ka paʻa ʻana, pono pinepine e kau i ka kristal laser i loko o kahi keʻena vacuum.

Hiki ke hoʻopili ʻia ke kumumanaʻo o nā kristal laser e hana ana ma nā mahana haʻahaʻa i nā amplifiers. Hiki ke hoʻohana ʻia ka titanium sapphire e hana i ka amplifier feedback maikaʻi, ʻo ka mana hoʻopuka awelika ma nā ʻumi watts.

ʻOiai hiki i nā mea hoʻoluʻu cryogenic ke hoʻopilikia i ka hananā ʻōnaehana laser, ʻoi aku ka maʻalahi o nā ʻōnaehana hoʻoluʻu maʻamau, a ʻo ka pono o ka hoʻoluʻu cryogenic e ʻae ai i kahi hōʻemi i ka paʻakikī.