He aha ka laser cryogenic

ʻO ka manaʻo o nā lasers e hana ana i nā haʻahaʻa haʻahaʻa ʻaʻole ia he mea hou: ʻo ka lua o ka laser ma ka mōʻaukala he cryogenic. I ka hoʻomaka, ua paʻakikī ka manaʻo e hoʻokō i ka hana wela o ka lumi, a ua hoʻomaka ka hoihoi no ka hana haʻahaʻa haʻahaʻa i ka makahiki 1990 me ka hoʻomohala ʻana i nā lasers kiʻekiʻe a me nā amplifier.

I ka mana kiʻekiʻepuna laser, nā hopena wela e like me ka nalowale depolarization, nā lens wela a i ʻole ka ʻili aniani laser hiki ke hoʻopilikia i ka hana o kakumu kukui. Ma o ka hoʻoluʻu haʻahaʻa haʻahaʻa, hiki ke hoʻopau maikaʻi ʻia nā hopena wela maikaʻi ʻole, ʻo ia hoʻi, pono e hoʻomaʻalili ʻia ka medium gain i 77K a i ʻole 4K. Loaʻa ka hopena hoʻoluʻu:

ʻO ka conductivity hiʻohiʻona o ka medium loaʻa ke kāohi nui ʻia, no ka mea, ua hoʻonui ʻia ke ala manuahi o ke kaula. ʻO ka hopena, hāʻule nui ka gradient wela. No ka laʻana, ke hoʻohaʻahaʻa ʻia ka mahana mai 300K a i 77K, hoʻonui ʻia ka conductivity thermal o ke aniani YAG ma kahi helu ʻehiku.

Ke emi loa nei ke koena o ka diffusion thermal. ʻO kēia, me ka hōʻemi ʻana i ka gradient wela, ka hopena i ka hopena lensing thermal i hōʻemi ʻia a no laila ke hōʻemi ʻia o ka haki ʻana o ke kaumaha.

Hoʻemi pū ʻia ka coefficient thermo-optical, hoʻemi hou i ka hopena lens thermal.

ʻO ka piʻi ʻana o ka ʻāpana absorption cross o ka ion honua maʻamau ma muli o ka emi ʻana o ka hoʻonui ʻia e ka hopena wela. No laila, hoʻemi ʻia ka mana saturation a hoʻonui ʻia ka loaʻa laser. No laila, ua ho'ēmiʻia ka mana o ka paepae paepae, a hiki ke loaʻa nā pulses pōkole i ka wā e hana ana ka hoʻololi Q. Ma ka hoʻonui ʻana i ka transmittance o ka mea hoʻohui hoʻopuka, hiki ke hoʻomaikaʻi ʻia ka maikaʻi o ka slope, no laila e liʻiliʻi ka hopena o ka poho parasitic.

Hoʻemi ʻia ka helu ʻāpana o ka pae haʻahaʻa holoʻokoʻa o ka medium gain quasi-ʻekolu-level, no laila ua hoʻemi ʻia ka mana pahū paepae a hoʻomaikaʻi ʻia ka mana. No ka laʻana, ʻo Yb:YAG, ka mea e hoʻopuka i ka mālamalama ma 1030nm, hiki ke ʻike ʻia ma ke ʻano he ʻōnaehana quasi-ʻekolu-level ma ka lumi wela, akā he ʻōnaehana pae ʻehā ma 77K. ʻEr: Pēlā nō ia no YAG.

Ma muli o ka medium gain, e hoʻemi ʻia ka ikaika o kekahi mau kaʻina hoʻopau.

Hoʻohui ʻia me nā mea i luna, hiki i ka hana haʻahaʻa haʻahaʻa ke hoʻomaikaʻi nui i ka hana o ka laser. ʻO ka mea kūikawā, hiki i nā laser hoʻoluʻu haʻahaʻa ke loaʻa i ka mana hoʻopuka kiʻekiʻe loa me ka ʻole o nā hopena wela, ʻo ia hoʻi, hiki ke loaʻa ka maikaʻi beam maikaʻi.

ʻO kahi mea e noʻonoʻo ai, ʻo ia i loko o kahi kristal laser cryocooled, e hoʻemi ʻia ka bandwidth o ke kukui uila a me ke kukui i hoʻopaʻa ʻia, no laila e ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka lōʻihi o ka hawewe, a ʻoi aku ka ikaika o ka laulā laina a me ka lōʻihi o ka nalu o ka laser pumped. . Eia naʻe, kakaikahi kēia hopena.

Hoʻohana maʻamau ka hoʻoheheʻe cryogenic i kahi mea hoʻoluʻu, e like me ka nitrogen wai a i ʻole ka helium wai, a ʻoi aku ka maikaʻi o ka holo ʻana o ka refrigerant ma o ka paipu i hoʻopili ʻia i kahi aniani laser. Hoʻopiha hou ʻia ka coolant i ka manawa a i ʻole hana hou ʻia i loko o kahi loop pani. I mea e pale aku ai i ka paʻa, pono maʻamau e kau i ka kristal laser i loko o kahi keʻena māmā.

Hiki ke hoʻohana ʻia ka manaʻo o nā kristal laser e hana ana i nā haʻahaʻa haʻahaʻa i nā amplifiers. Hiki ke hoʻohana ʻia ka Titanium sapphire e hana i ka amplifier manaʻo maikaʻi, ka mana hoʻopuka maʻamau i nā ʻumi watts.

ʻOiai hiki ke paʻakikī nā mea hoʻoluʻu cryogenicʻōnaehana laser, ʻoi aku ka maʻalahi o nā ʻōnaehana hoʻoluʻu maʻamau, a ʻo ka maikaʻi o ka hoʻoluʻu cryogenic hiki ke hoʻemi i ka paʻakikī.